İlk süpernovadan çıkan püskürmeler (fırlatılan madde bulutlarıyla çevrili camgöbeği, yeşil ve mor nesneler), ilkel hidrojen ve helyum gazını ağır elementlerle zenginleştirir. İlk yıldızlar, izole edilmiş tek yıldızlar yerine çoklu yıldız sistemleri olarak doğmuş olsaydı, farklı süpernovalar tarafından fırlatılan elementler birbirine karışır ve yeni nesil yıldızlara dahil edilirdi. Böyle bir mekanizmadaki karakteristik kimyasal bolluklar, uzun ömürlü yıldızların atmosferlerinde korunur. Ekip, tek bir süpernova püskürmesinden oluşan gözlemlenen yıldızlar (şemada kırmızı ile gösterilmiştir) ile birden çok süpernovanın püskürmesinden oluşan yıldızlar (şemada mavi ile gösterilmiştir) arasında ayrım yapmak için bir makine öğrenimi algoritması icat etti. yıldızların spektrumlarından ölçülen element bolluğu. Kredi bilgileri: Kavli IPMU
Yapay zekayı kullanan uluslararası bir ekip, metal açısından son derece fakir yıldızların kimyasal bileşimini analiz ederek, Evrendeki ilk yıldızların muhtemelen bireysel olarak değil, gruplar halinde doğduğunu buldu. Bu yöntem, erken Evren’i daha iyi anlamak için gelecekteki gözlemlere uygulanacaktır.
Uluslararası bir ekip, eski yıldızların kimyasal bolluklarını analiz etmek için yapay zekayı kullandı ve Evrendeki ilk yıldızların izole tek yıldızlar yerine gruplar halinde doğduklarına dair göstergeler buldu. Şimdi ekip, Evrenin ilk günlerini daha iyi anlamak için bu yöntemi devam eden ve planlanan gözlem araştırmalarından elde edilen yeni verilere uygulamayı umuyor.
Big Bang’den sonra evrendeki tek element hidrojen, helyum ve lityumdur. Etrafımızda gördüğümüz dünyayı oluşturan diğer elementlerin çoğu, yıldızlardaki nükleer reaksiyonlar tarafından üretildi. Bazı elementler bir yıldızın çekirdeğindeki nükleer füzyonla oluşur ve diğerleri bir yıldızın patlayıcı süpernova ölümüyle oluşur. Süpernovalar, yıldızlar tarafından yaratılan elementlerin gelecek nesil yıldızlara, gezegenlere ve hatta muhtemelen canlılara dahil edilebilmesi için saçılmasında da önemli bir rol oynar.
Lityumdan daha ağır elementler üreten ilk nesil yıldızlar özellikle ilgi çekicidir. Ancak birinci nesil yıldızları incelemek zordur çünkü hiçbiri doğrudan gözlemlenmemiştir. Hepsinin zaten süpernova olarak patladığı düşünülüyor. Bunun yerine araştırmacılar, yeni nesil yıldızlar üzerine damgalanmış birinci nesil süpernovanın kimyasal imzasını inceleyerek birinci nesil yıldızlar hakkında çıkarımlar yapmaya çalışırlar. Kompozisyonlarına göre, aşırı derecede metal açısından fakir yıldızların, süpernovaların ilk turundan sonra oluşan yıldızlar olduğuna inanılıyor. Son derece metal açısından fakir yıldızlar nadirdir, ancak artık bir grup olarak analiz edilmek için yeterince bulunmuştur.
Bu çalışmada, Tokyo Üniversitesi/Kavli IPMU, Japonya Ulusal Astronomik Gözlemevi ve Hertfordshire Üniversitesi’nden üyelerin yer aldığı bir ekip, teleskoplarla gözlemlenen 450’den fazla metal bakımından fakir yıldızdaki element bolluğunu yorumlamak için yapay zekayı kullanarak yeni bir yaklaşım benimsedi. Subaru Teleskopu dahil. Gözlemlenen son derece metal açısından fakir yıldızların %68’inin, önceki birçok süpernova tarafından zenginleşmeyle tutarlı bir kimyasal parmak izine sahip olduğunu buldular.
Birden fazla önceki süpernovadan çıkan püskürmenin tek bir yıldızda birbirine karışması için, süpernovaların birbirine yakın bir yerde meydana gelmiş olması gerekir. Bu, birçok durumda birinci nesil yıldızların izole yıldızlar yerine kümeler halinde bir arada oluşmuş olmaları gerektiği anlamına gelir. Bu, ilk yıldızların çokluğuna ilişkin gözlemlere dayanan ilk nicel kısıtlamayı sunar.
Şimdi ekip, bu yöntemi Subaru Teleskopu’ndaki Prime Focus Spectrograph’tan beklenen veriler gibi mevcut ve gelecekteki gözlem programlarından Büyük Veri’ye uygulamayı umuyor.
Bu sonuçlar Hartwig ve ark. “Makine Öğrenimi, Yıldız Arkeolojisi Verilerindeki İlk Yıldızların Çeşitliliğini Saptadı” bu Astrofizik Dergisi 22 Mart 2023’te.
Bu araştırma hakkında daha fazla bilgi için bkz. Yapay Zeka Gizemli İlk Yıldızlara Yeni Işık Tutuyor.
Referans: “Machine Learning Detects of the First Stars in Stellar Archaeology Data” yazan Tilman Hartwig, Miho N. Ishigaki, Chiaki Kobayashi, Nozomu Tominaga ve Ken’ichi Nomoto, 22 Mart 2023, Astrofizik Dergisi.
DOI: 10.3847/1538-4357/acbcc6
Finansman: Eğitim, Kültür, Spor, Bilim ve Teknoloji Bakanlığı-Japonya, Japonya Bilim Teşvik Derneği, Birleşik Krallık Bilim ve Teknoloji Tesis Konseyi, Leverhulme Trust