Nedavno su astronomi otkrili stotine “zagađenih” bijelih patuljaka u našoj galaksiji, Mliječnom putu. Ovi bijeli patuljci aktivno konzumiraju planete u svojoj orbiti, što ih čini vrijednim resursom za proučavanje unutrašnjosti tih udaljenih, uništenih planeta. Međutim, ovi bijeli patuljci su teško uočljivi. Povijesno gledano, astronomi su morali ručno pregledavati goleme količine podataka iz istraživanja kako bi pronašli znakove ovih zvijezda. Naknadna promatranja bi tada potvrđivala ili opovrgavala njihove sumnje. Korištenjem novog oblika umjetne inteligencije (UI), nazvanog učenje mnogostrukosti, tim pod vodstvom Malia Kao, diplomirane studentice Sveučilišta Texas u Austinu, ubrzao je ovaj proces, postigavši 99% uspješnosti u identifikaciji.
Bijeli patuljci: posljednja faza života zvijezda
Bijeli patuljci su zvijezde u svojoj završnoj fazi života. Iskoristili su svoje gorivo, otpustili svoje vanjske slojeve u svemir i polako se hlade. Jednog dana će i naše Sunce postati bijeli patuljak, ali to se neće dogoditi još otprilike 6 milijardi godina.
Ponekad planeti koji kruže oko bijelog patuljka bivaju privučeni gravitacijom svoje zvijezde, rastrgani i konzumirani. Kada se to dogodi, zvijezda postaje “zagađena” teškim metalima iz unutrašnjosti planeta. Budući da su atmosfere bijelih patuljaka gotovo u potpunosti sastavljene od vodika i helija, prisutnost drugih elemenata može se pouzdano pripisati vanjskim izvorima.
“Za zagađene bijele patuljke, unutrašnjost planeta doslovno se utiskuje na površinu zvijezde za nas da je proučavamo,” rekla je Kao. “Zagađeni bijeli patuljci su trenutno najbolji način na koji možemo karakterizirati unutrašnjost planeta.”
“Drugim riječima,” dodao je Keith Hawkins, astronom sa Sveučilišta Texas i suautor rada, “to je jedini pravi način da zapravo otkrijemo od čega su planeti izvan našeg Sunčevog sustava sastavljeni, što znači da je pronalaženje ovih zagađenih bijelih patuljaka ključno.”
Korištenje UI za ubrzanje otkrivanja
Nažalost, dokazi o ovim bijelim patuljcima—koji se identificiraju po teškim metalima u njihovim atmosferama—mogu biti suptilni i teško uočljivi. Štoviše, astronomi ih moraju pronaći u relativno kratkom vremenskom periodu.
Iako astronomi mogu identificirati ove bijele patuljke ručnim pregledavanjem podataka iz astronomskih istraživanja, to može biti vrlo dugotrajan proces. Da bi ispitali brži proces, tim je primijenio UI na podatke dostupne iz svemirskog teleskopa Gaia. “Gaia pruža jedan od najvećih spektroskopskih pregleda bijelih patuljaka do danas, ali podaci su toliko niske rezolucije da smo mislili da neće biti moguće pronaći zagađene bijele patuljke s njima,” rekao je Hawkins. “Ovaj rad pokazuje da možete.”
Da bi pronašli ove teško uočljive bijele patuljke, tim je koristio UI tehniku nazvanu učenje mnogostrukosti. Pomoću nje, algoritam traži slične značajke u skupu podataka i grupira slične stavke zajedno u pojednostavljeni, vizualni grafikon. Istraživači tada mogu pregledati grafikon i odlučiti koje skupine zaslužuju daljnju istragu.
Astronomi su stvorili algoritam za sortiranje preko 100.000 mogućih bijelih patuljaka. Od njih, jedna skupina od 375 zvijezda izgledala je obećavajuće: pokazale su ključnu značajku prisutnosti teških metala u svojim atmosferama. Naknadna promatranja s Hobby-Eberly teleskopom u McDonald opservatoriju na Sveučilištu Texas potvrdila su sumnje astronoma.
“Naša metoda može povećati broj poznatih zagađenih bijelih patuljaka deset puta, omogućujući nam da bolje proučavamo raznolikost i geologiju planeta izvan našeg Sunčevog sustava,” rekla je Kao. “U konačnici, želimo utvrditi može li život postojati izvan našeg Sunčevog sustava. Ako je naš jedinstven među planetarnim sustavima, mogao bi biti jedinstven i u svojoj sposobnosti da podržava život.”
Ovaj inovativni pristup samo je jedan primjer kako istraživači na Sveučilištu Texas u Austinu koriste umjetnu inteligenciju za rješavanje znanstvenih misterija. Kako bi unaprijedili i predstavili ove inovacije, Sveučilište Texas u Austinu proglasilo je 2024. godinu Godinom Umjetne inteligencije.
Znanstveni rad je objavljen 31. srpnja u časopisu The Astrophysical Journal.
