天文学者は人工知能を使用して惑星を飲み込む星を発見

天の川銀河は、惑星、恒星、小型天体など、数十億、さらには数兆個の天体を含む銀河です。コンパクト天体は星の残骸であり、白色矮星、中性子星、ブラックホールの 3 つのタイプに分類できます。これらは、星の一生の最終状態、つまり燃料がついに尽きたときと考えられています。

これらの天体の中で最も有名なのは、非常に重い星が超新星爆発を起こしたときに形成されるブラックホールです。しかし、最も一般的なコンパクトな天体は白色矮星と呼ばれ、水素とヘリウムが凝縮した状態で形成されます。太陽の質量は別のタイプのコンパクトな天体に崩壊するほど高くないため、私たちの太陽は寿命の終わりに達すると白色矮星になります。

白色矮星は、主に Ia 型超新星現象の原因となるため、多くの注目を集めている天体です。天文学者のグループは人工知能を使用して、白色矮星が軌道上の惑星を飲み込むというめったに見られないプロセスを発見しました。このクラスの白色矮星は、その組成に金属が含まれているため、汚染されていると考えられています。

白色矮星

太陽に似た星がすべての水素を燃やし終えると、赤色巨星として知られる状態になります。この状態の間、半径は数倍大きくなり、約数百万年から10億年かけて中心でヘリウムが融合し始めます。この段階の後、赤色巨星はその外層を放出し、非常に高密度でコンパクトな核だけを残します。

白色矮星は、2 つの粒子が同じ量子状態を占めることを妨げる電子縮退として知られる量子効果によって結合されています。

このタイプのコンパクトな天体はそれ自体でエネルギーを生成せず、黒体放射により非常に弱い放射を行います。白色矮星は、太陽の質量に近い質量を持ちますが、大きさは地球と同じくらいです。したがって、それらを観察することは非常に困難であり、観察は通常、他の星、惑星、さらにはコンパクトな天体との相互作用を通じて行われます。

Ia型超新星

天文学で最も重要な現象の 1 つは白色矮星に直接関係しており、Ia 型超新星と呼ばれます。白色矮星にはその質量が到達できる限界があり、チャンドラセカール限界と呼ばれます。この限界は太陽質量の 1.4 倍と推定されており、この値を超えると白色矮星は不安定になり崩壊します。

この崩壊は、Ia 型超新星として観測される爆発も引き起こします。それらは宇宙論的な指標として機能するため、天文学において重要です。 Ia 型超新星はすべて同じ明るさを持っているため、銀河の距離や宇宙の膨張率を推定することができます。 Ia 型超新星は、宇宙の膨張率を初めて推定したものでした。超新星が終わると、白色矮星は完全に破壊され、化学元素が宇宙全体に散らばります。

白色矮星が伴星からの物質の降着によってチャンドラセカール限界に達することはよくあることです。降着プロセス中に、白色矮星の質量は崩壊するまで増加する可能性があります。さらに、白色矮星が他の星の組成中に存在する可能性のある水素とヘリウム以外の元素を消費する可能性があるのも降着過程中です。

汚染された星

白色矮星の組成に金属の兆候がある場合、それはその星が伴星からの物質と相互作用して降着した可能性があることを示しています。最も一般的な観測は他の恒星ですが、白色矮星が惑星に降着することも可能です。恒星に惑星系がある場合、その惑星が白色矮星によって降着する可能性があります。

このようにして、炭素、酸素、窒素、鉄などの他の元素を含む可能性のある惑星の内部が白色矮星の大気中に分布することになる。水素とヘリウム以外の微量元素を含む白色矮星は、それが何らかの外部源から来たことを示しています。これらの星を観察すると、銀河全体や太陽のような星全体の元素の分布についての洞察が得られます。

人工知能

白色矮星は小さくて光度が低いため、この種の汚染された星の観察は複雑なプロセスです。これらの天体を見つける 1 つの方法は、白色矮星の観測を個別に詳細に分析することです。汚染された白色矮星との唯一の違いは他の金属の存在であるため、これはさらに困難になります。

その結果、天文学者のグループは人工知能を使用してこれらの汚染された白色矮星を発見しました。モデルは観察によってトレーニングされ、他の化学元素の存在を認識することを学習します。同グループはガイア望遠鏡からのデータを使用し、見つかった10万個以上の天体のデータセットから約375個の汚染された星の候補を発見した。