Maskininlärning har använts för att karakterisera de tunga grundämnen som de första stjärnorna i universum skickade vidare till sina omedelbara efterföljare efter att de exploderat i supernovor. Detta kosmiska arv av element studerades av forskare anslutna till Kavli-institutet för universums fysik och matematik i Tokyo, som har hittat bevis för att de flesta av den första generationen stjärnor i universum fanns i system med två eller flera stjärnor.
Den första generationen stjärnor i universum bildades av material som kom direkt från Big Bang – som nästan uteslutande var väte och helium. Dessa stjärnor tros vara massiva och kortlivade och skapade tyngre element (kallade "metaller" av astronomer) när stjärnorna exploderade som supernovor. Detta material utgjorde sedan byggstenarna i den andra generationen av mycket längre livslängd stjärnor - av vilka några överlever till denna dag i Vintergatan. Även om dessa stjärnor innehåller mer tyngre grundämnen än den första generationen, beskrivs de fortfarande som "extremt metallfattiga".
Tidigare datorsimuleringar har föreslagit att många första generationens stjärnor existerade i grupper om två eller fler, men hittills har det inte funnits några observationsbevis för denna mångfald. Nu har Kavli-teamet använt ett maskininlärningssystem för att analysera metallinnehållet i cirka 460 andra generationens stjärnor som observerades av Prime Focus Spectrograph på Japans Subaru-teleskop på Hawaii. Dessa spektraldata innehåller information om stjärnornas elementära sammansättning och supernovorna som gav materialet för deras bildande.
Simulerade supernovor
Data analyserades med hjälp av en maskininlärningsalgoritm som skapades av Tilman Hartwig vid universitetet i Tokyo. Maskininlärning är en typ av artificiell intelligens (AI) och systemet tränades med hjälp av tusentals simuleringar av första generationens supernovor över ett brett spektrum av stjärnmassor och explosiva energier. Dessa simuleringar använde en nukleosyntesmodell för att förutsäga elementär produktion av varje typ av supernovor. Algoritmen kunde sedan avgöra om en andra generationens stjärna skapades med utsignalen från en supernova eller flera supernovor.
"Vi fann att majoriteten (68%) av andra generationens stjärnor berikades av flera supernovor från de första stjärnorna, genom att analysera den kemiska sammansättningen av de observerade andra generationens stjärnor", förklarar teammedlem Chiaki Kobayashi från Center for Astrophysics Research vid Storbritanniens University of Hertfordshire. "Våra fynd betyder att i början av universum bildades de första stjärnorna i ett multipelt stjärnsystem eller i ett kluster av stjärnor, vilket indikerades i teoretiska simuleringar, men som aldrig har bekräftats med observationer tidigare."
"Lätta grundämnen som kol och kväve kan produceras i stjärnor med låg massa som solen, men majoriteten av grundämnen som syre och järn produceras av supernovor. Den senaste forskningen tyder också på att de tyngsta grundämnena som guld och uran också produceras av supernovor”, förklarar hon. "Dessa grundämnen distribueras från stjärnbildande regioner till interstellärt medium genom supernovaexplosioner. Denna process kan utlösa eller kan undertrycka bildandet av nästa generation av stjärnor, och därför är supernovor viktiga för hela galaxernas historia."
Stjärnans födelse och död
Miho Ishigaki, som också är vid University of Tokyo, tillägger att det konventionella tillvägagångssättet för att tolka elementära överflöd i stjärna är att anpassa data till en modell som beskriver produktionen av en enda stjärna som har genomgått en supernova. Detta förutsätter att endast en supernova är ansvarig för att producera metallerna i en given extremt metallfattig stjärna.
Supernovasediment regnar fortfarande ner på jorden och månen
"Om mer komplexa situationer, som de multipla supernovorna berikar nästa generation av stjärnor, är det inte möjligt att begränsa modellerna med tillförsikt med tanke på begränsad data", säger hon, varför teamet vände sig till maskininlärning. "Maskininlärningsmetoden är ett effektivt sätt att tolka dessa data med hänsyn till komplexa teoretiska modeller. En sådan AI-baserad strategi kommer att bli viktigare under det kommande decenniet när mer data från kommande astronomiska undersökningar blir tillgängliga”, förklarar hon.
Kobayashi tillägger: "Jag kan nu föreställa mig massor av ljusa stjärnor som bildas tillsammans, vilket kan påskynda galaxbildningen och kemisk anrikning av universum. Denna idé överensstämmer med vad vi ser med de senaste resultaten från James Webb Space Telescope."
Kobayashi säger att teamet nästa gång kommer att undersöka hur många supernovor i genomsnitt berikade den andra generationen stjärnor, en studie som kommer att kräva mer exakta observationsdata.
Forskningen beskrivs i The Astrophysical Journal.
- SEO-drivet innehåll och PR-distribution. Bli förstärkt idag.
- Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Kunskap förstärkt. Tillgång här.
- Minting the Future med Adryenn Ashley. Tillgång här.
- Källa: https://physicsworld.com/a/first-stars-in-the-universe-formed-in-groups-machine-learning-study-reveals/
- : har
- :är
- :inte
- $UPP
- a
- Able
- Om oss
- AC
- Konto
- exakt
- Lägger
- Ansluten
- Efter
- AI
- algoritm
- också
- an
- analysera
- Analyserar
- och
- tillvägagångssätt
- ÄR
- konstgjord
- artificiell intelligens
- Konstgjord intelligens (AI)
- konstnärliga
- AS
- At
- tillgänglig
- genomsnitt
- BE
- blir
- varit
- innan
- Börjar
- tros
- Stor
- Big Bang
- Block
- Bright
- bubbla
- Byggnad
- men
- by
- kallas
- KAN
- kol
- centrum
- karakterisera
- kemisk
- cloud
- kluster
- komplex
- dator
- förtroende
- BEKRÄFTAT
- konsekvent
- innehålla
- innehåll
- konventionell
- skapas
- datum
- dag
- årtionde
- beskriven
- Bestämma
- direkt
- distribueras
- ner
- varje
- jord
- effektiv
- element
- berika
- berikad
- Hela
- bevis
- uteslutande
- Förklarar
- explosioner
- extremt
- Förnamn
- Första generationens
- passa
- Fokus
- För
- bildning
- bildad
- hittade
- från
- galaxer
- Galaxy
- generering
- ges
- Gold
- Gruppens
- Har
- tung
- helium
- historia
- Hur ser din drömresa ut
- http
- HTTPS
- Hydrering
- Tanken
- bild
- bild
- omedelbar
- med Esport
- in
- indikerade
- informationen
- arv
- Institute
- Intelligens
- interstellar
- in
- undersöka
- fråga
- IT
- James Webb rymdteleskop
- Japans
- jpg
- Large
- senaste
- inlärning
- tycka om
- Begränsad
- Maskinen
- maskininlärning
- Majoritet
- smink
- många
- massorna
- massiv
- Materialet
- matematik
- max-bredd
- Medium
- medlem
- metall
- Metaller
- Vintergatan
- modell
- modeller
- mer
- mest
- multipel
- Nästa
- nu
- of
- on
- ONE
- endast
- or
- produktion
- över
- Syrgas
- Godkänd
- Fysik
- plato
- Platon Data Intelligence
- PlatonData
- möjlig
- förutse
- process
- producerad
- Produktion
- förutsatt
- REGN
- område
- regioner
- kräver
- forskning
- forskare
- ansvarig
- Resultat
- avslöjar
- s
- säger
- Andra
- Andra generationen
- se
- flera
- enda
- situationer
- några
- Utrymme
- Spektral
- fart
- Stjärna
- Stjärnor
- Stjärn
- Fortfarande
- studerade
- Läsa på
- sådana
- Föreslår
- sol
- supern
- överleva
- system
- System
- tar
- grupp
- teleskop
- än
- den där
- Smakämnen
- deras
- teoretiska
- Där.
- därför
- Dessa
- de
- detta
- de
- tusentals
- miniatyr
- till
- tillsammans
- Tokyo
- tränad
- utlösa
- sann
- vände
- Universum
- universitet
- University of Tokyo
- kommande
- Begagnade
- med hjälp av
- Omfattande
- var
- Sätt..
- we
- były
- Vad
- om
- som
- medan
- VEM
- varför
- bred
- Brett utbud
- kommer
- med
- inom
- zephyrnet