Umjetna inteligencija otkriva tajne vrućih subpatuljaka

Od 60.000 kandidata za vruće patuljke u najnovijem katalogu svemirske zvjezdarnice Gaia, istraživači sa Sveučilišta u Vilniusu odlučili su se na pothvat koji klasičnom metodom ne bi bio izvediv — trenirali su umjetnu inteligenciju da prepozna te neobične zvijezde.

Vrući subpatuljci spadaju među najrjeđe zvjezdane objekte. Manje od jedne u tisuću zvijezda pripada toj klasi, a njihova posebnost leži u tome što su vrući i plavi poput masivnih OB zvijezda, no istovremeno su kompaktni i slabo sjajni. Znanstvenici ih opisuju kao gole zvjezdane jezgre koje su najčešće nastale kada je pratiteljica u dvojnom sustavu oduzela većem zvjezdanom partneru vanjski omotač vodika. Tim predvođen dr. Markusom Ambroschem i dr. Carlosom Viscasillasom Vázquezom sada je objavio rad u časopisu Astronomy & Astrophysics u kojem opisuje kako su umjetnu inteligenciju iskoristili za analizu više od 17.500 dosad neklasificiranih zvijezda.

Umjetna inteligencija bez fizike

Umjesto da modelima podešavaju temperaturu za svaku zvijezdu posebno, istraživači su izgradili konvolucijsku neuronsku mrežu. Algoritam je treniran na 2.500 zvijezda s poznatim klasifikacijama, a zatim je u sekundama obradio preostalih 17.500 nepoznatih. Dr. Markus Ambrosch ističe kako se mreža sama naučila prepoznavati važne dijelove spektra bez ikakvih fizičkih jednadžbi — što potvrđuje da je prepoznala ono što fizičari već znaju.

Projekt je spojio astrofizičare i informatičare. Dr. Aidas Medžiūnas s Fakulteta za matematiku i informatiku razvio je metode zaglađivanja i smanjenja dimenzionalnosti za bazu Gaia XP spektara, dok je prof. Ana Ulla sa Sveučilišta u Vigu, koja se vrućim subpatuljcima bavi više od tri desetljeća, naglasila da je multidisciplinarnost bila ključna. “Za mene je ovo prekrasan primjer kako znanstvene ideje putuju, evoluiraju i ukorjenjuju se na novim mjestima kroz međunarodnu suradnju”, kazala je Ulla.

Što nam to govori o zvjezdanoj evoluciji?

Vrući subpatuljci nisu samo kuriozitet. Oni su dokaz da zvijezde ne moraju nužno završiti život standardnim putem prema bijelom patuljku. Kada pratiteljica ogoli zvijezdu do jezgre, njezin evolucijski put se mijenja. Pitanje koje istraživači tek trebaju odgovoriti jest koliko su česti takvi dvojni sustavi i što se događa sa samom pratiteljicom nakon što preuzme materijal — postaje li masivnija, ubrzava li svoj razvoj ili pak i sama završava kao subpatuljak?

Tim je u kratkom roku objavio dva rada, osigurao dvije stipendije i po prvi puta promatrao vruće subpatuljke iz Litve, na zvjezdarnici Molėtai. S novim projektom koji je započeo u rujnu, te nadolazećim izdanjem Gaia DR4 u prosincu, istraživači će imati priliku analizirati te rijetke zvijezde u dosad nezabilježenom opsegu. Dr. Carlos Viscasillas Vázquez najavljuje kako im predstoji jedinstvena prilika da razumiju kako dvojno društvo može promijeniti sudbinu zvijezda.

Ono što ovaj projekt čini zanimljivim jest činjenica da je AI, alat koji se često povezuje s komercijalnim i tehnološkim sektorom, ovdje poslužio fundamentalnoj znanosti. Nije zamijenio fizičare, nego im je omogućio da obrade podatke koje ljudskim pregledom ne bi stigli ni za godine rada. Pitanje koje se nameće jest koliko još ovakvih otkrića čeka u bazama podataka koje su dosad bile prevelike za klasičnu analizu — i što će znanstvenici otkriti kada umjetna inteligencija počne sustavno pretraživati i druge zvjezdane klasifikacije.