Le giovani stelle, proprio come i giovani umani, sono inclini a irascibilità. Ma i brillamenti stellari possono incenerire tutto ciò che li circonda, comprese le atmosfere dei pianeti vicini che iniziano a formarsi.

Scoprire la frequenza con cui le giovani stelle eruttano può aiutare gli scienziati a capire dove cercare pianeti abitabili. Ma fino ad ora, la ricerca di questi bagliori ha comportato lo studio di migliaia di misurazioni delle variazioni di luminosità delle stelle, chiamate curve di luce, a occhio.

Ora, un team internazionale di scienziati, tra cui il Dr. Ben Montet dell'UNSW Sydney, ha utilizzato l'apprendimento automatico per rendere la ricerca più rapida ed efficace

Gli scienziati hanno insegnato a una rete neurale, un tipo di intelligenza artificiale, di rilevare i modelli di luce rivelatori di un brillamento stellare.

"Con l'aiuto della rete neurale, siamo riusciti a trovarne più di 23, 000 bagliori su migliaia di giovani stelle, " ha detto il dottor Montet, Scientia Lecturer presso UNSW Science e coautore dello studio.

"Trovare brillamenti stellari, che possono essere letali per le atmosfere in via di sviluppo dei pianeti vicini, può aiutarci a capire dove cercare pianeti abitabili".

Le scoperte, pubblicato nel fine settimana in Giornale Astronomico e il Journal of Open Source Software, offrire un nuovo punto di riferimento nell'uso dell'IA in astronomia, così come una migliore comprensione dell'evoluzione delle giovani stelle e dei loro pianeti.

"Quando diciamo giovane, intendiamo solo da un milione a 800 milioni di anni, " ha detto la signora Adina Feinstein, uno studente laureato dell'Università di Chicago e primo autore del documento.

"Qualsiasi pianeta vicino a una stella si sta ancora formando a questo punto. Questo è un momento particolarmente fragile, e un bagliore di una stella può facilmente evaporare l'acqua o l'atmosfera che è stato raccolto."

Lanciare una rete neurale

Il telescopio TESS della NASA, a bordo di un satellite in orbita attorno alla Terra dal 2018, è specificamente progettato per la ricerca di esopianeti. I bagliori di stelle lontane si manifestano nelle immagini di TESS, ma gli algoritmi tradizionali hanno difficoltà a scegliere la forma dal rumore di attività sfondo stella.

Ma le reti neurali sono particolarmente brave a cercare schemi, come l'intelligenza artificiale di Google che seleziona i gatti dalle immagini di Internet, e gli astronomi hanno iniziato sempre più a guardarli per classificare i dati astronomici.

La signora Feinstein e il dottor Montet hanno lavorato con un team di scienziati della NASA, l'Istituto Flatiron, Laboratorio Nazionale Acceleratore Fermi, il Massachusetts Institute of Technology e l'Università del Texas ad Austin per mettere insieme una serie di razzi e non razzi identificati per addestrare la rete neurale.

"La rete neurale si è rivelata davvero brava a trovare piccoli bagliori, " ha detto il dottor Montet, chi è stato il principale investigatore dello studio.

"Sono davvero difficili da trovare con altri metodi."

Una volta che i ricercatori sono stati soddisfatti delle prestazioni della rete neurale, l'hanno applicato all'intero set di dati:più di 3, 200 stelle.

Hanno scoperto che le stelle come il nostro sole hanno solo pochi bagliori, e quei bagliori sembrano svanire dopo circa 50 milioni di anni.

"Questo è utile per promuovere le atmosfere planetarie:un ambiente stellare più calmo significa che le atmosfere hanno maggiori possibilità di sopravvivere, "Ha detto la signora Feinstein.

In contrasto, le stelle più fredde chiamate nane rosse tendevano a brillare molto più frequentemente.

"Si è visto che le nane rosse ospitano piccoli pianeti rocciosi; se quei pianeti vengono bombardati quando sono giovani, questo potrebbe rivelarsi dannoso per il mantenimento di qualsiasi atmosfera, " lei disse.

Alla ricerca di pianeti abitabili

I risultati aiutano gli scienziati a capire le probabilità che i pianeti abitabili sopravvivano intorno a diversi tipi di stelle, e come si formano le atmosfere. Questo può aiutarli a individuare i luoghi più probabili in cui cercare pianeti abitabili in altre parti dell'universo.

Gli scienziati hanno anche studiato la connessione tra brillamenti stellari e macchie stellari, come il tipo che vediamo sulla superficie del nostro sole.

"Il nostro sole più macchiato di sempre è forse lo 0,3% della superficie, " ha detto il dottor Montet.

"Per alcune di queste stelle che stiamo vedendo, la superficie è fondamentalmente tutta macchie. Questo rafforza l'idea che punti e bagliori siano collegati, come eventi magnetici."

Gli scienziati prossimo vogliono adattare la rete neurale per cercare pianeti in agguato intorno giovani stelle.

"Attualmente conosciamo solo una dozzina di meno di 50 milioni di anni, ma sono così preziosi per imparare come si evolvono le atmosfere planetarie, "Ha detto la signora Feinstein.

Il Dr. Montet estenderà anche questa struttura di rete neurale all'UNSW.

"Applicheremo questi stessi metodi in una ricerca di giovani pianeti nello stesso insieme di dati, " Egli ha detto.

"Si spera che questo porterà a un'"ascesa delle macchine" in cui possiamo applicare algoritmi di apprendimento automatico per trovare un gruppo di nuovi entusiasmanti pianeti usando gli stessi metodi".