منتشر کردن نتایج عجیبی در مورد ساختار اولین ستاره‌ها در کیهان توسط هوش‌مصنوعی

محققان با تحلیل فراوانی عناصر ستاره‌ها به کمک هوش مصنوعی دریافته‌اند که اکثریت ستارگان نسل دوم در کیهان ساختار فلزی مشابه با انفجارهای ابرنواختری دارند.

امروزه اخترفیزیکدانان می‌دانند عناصر سنگین‌ – به‌طور کلی عناصر سنگین‌تر از کربن – در کیهان، درحقیقت در مرکز ستارگان پرجرم متولد می‌شوند. اما اولین ستارگان، ستارگانی که بلافاصله پس از انفجار بزرگ (بیگ بنگ) متولد شده‌اند – آن‌ها را ستارگان نسل اول می‌نامیم – حاوی چنین عناصر سنگینی که «فلزات» نام دارند، نبوده‌اند. اما نسل بعدی ستارگان که نسل دوم نام دارند، حاوی مقدار کمی از این عناصر سنگین بوده‌اند. پس برای درک بهتر آنچه در کیهان رخ داده، نیاز است که دانشمندان ستاره‌های نسل دوم را مورد مطالعه قرار دهند.

خوشبختانه کهکشان ما مملو از ستارگان نسل دوم است که حاوی مقدار ناچیزی عناصر سنگین هستند. تیمی از محققان وابسته به مؤسسه «Kavli IPMU» در یک مطالعه جدید دست به بررسی خواص این دسته ستارگان زده‌اند.

این تیم از هوش مصنوعی برای تجزیه و تحلیل فراوانی عناصر در بیش از ۴۵۰ ستاره حاوی مقادیر ناچیز فلز که تا به امروز مشاهده شده است، استفاده کردند. براساس الگوریتم یادگیری ماشینی جدید که بر مبنای مدل‌های نظری هسته‌زایی در ابرنواخترها نوشته شده است، دانشمندان دریافتند که ۶۸ درصد از این دسته ستارگان عناصر شیمیایی سنگین خود را از ابرنواخترهای پیشین به‌دست آورده‌اند. به عبارت دیگر، ردپای عناصر شیمیایی یافت‌شده در این ستارگان نسل دومِ کم‌فلز مشابه با ماهیت شیمیایی انفجارهای ابرنواختری پیشین بود.

«تیلمن هارتویگ»، نویسنده اصلی این مقاله و از اعضای رصدخانه ملی نجوم ژاپن می‌گوید:‌ «تعدد اولین ستارگان پیش از این تنها از طریق شبیه‌سازی‌های عددی پیش‌بینی شده بود و تاکنون هیچ راهی برای مطالعه آن‌ها به‌غیراز رصد وجود نداشت. این اولین‌بار است که جمعیت‌های ستاره‌ای با استفاده از هوش مصنوعی مطالعه می‌شوند. بااین‌حال نتایج ما نشان می‌دهند بیشتر ستارگان اولیه در خوشه‌های کوچکی تشکیل شده‌اند که ابرنواخترهای آن‌ها توانسته‌اند محیط میان‌ستاره‌ای را غنی از فلز کنند.»

الگوریتم جدیدی که در این مطالعه مورد استفاده قرار گرفته است، این امکان را فراهم می‌آورد که ساختار و فراوانی شیمیایی ستاره‌های مختلف مطالعه شود.

هارتویگ در پایان اعلام کرد: «نظریه تولد اولین ستارگان به ما می‌گوید اولین ستاره‌ها باید جرم بیشتری از خورشید می‌داشتند. انتظار طبیعی ما از (نتایج) هوش مصنوعی این بود که اولین ستاره در یک ابر گازی متولد شود که جرم آن چندین میلیون برابر خورشید است. اما یافته‌های جدید نشان‌ می‌دهند اولین ستارگان درحقیقت متولد نشده‌اند، بلکه به‌عنوان بخشی از یک خوشه ستاره‌ای یا یک منظومه ستاره‌ای دوتایی یا چندتایی شکل گرفته‌اند. این یعنی می‌توانیم انتظار امواج گرانشی از اولین ستارگان دوتایی پس از انفجار بزرگ را داشته باشیم.»