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最初の超新星からの放出物 (放出された物質の雲に囲まれたシアン、緑、紫の物体) は、原始の水素とヘリウムガスを重元素で濃縮します。 最初の星が孤立した単一の星としてではなく、複数の星系として誕生した場合、さまざまな超新星によって放出された要素が混合され、次世代の星に組み込まれます。 このようなメカニズムにおける特徴的な化学物質の存在量は、長寿命の星の大気に保存されています。 チームは、観測された単一の超新星の噴出物から形成された星 (図の赤で示されている) と、複数の超新星からの噴出物から形成された星 (図の青で示されている) を区別するための機械学習アルゴリズムを発明しました。星のスペクトルから元素の存在量を測定しました。 クレジット: Kavli IPMU
人工知能を使用して、国際的なチームは、極度に金属が少ない星の化学組成を分析し、宇宙の最初の星は個々ではなくグループで生まれた可能性が高いことを発見しました. この方法は、初期の宇宙をよりよく理解するために将来の観測に適用されます。
国際的なチームは、人工知能を使用して古い星の化学的存在量を分析し、宇宙の最初の星が孤立した単一の星としてではなく、グループで生まれたことを示す兆候を発見しました. 現在、チームは、この方法を進行中および計画中の観測調査からの新しいデータに適用して、宇宙の初期をよりよく理解することを望んでいます。
ビッグバン以降、水素、ヘリウム、リチウムが宇宙に存在する唯一の元素。 私たちの周りにある世界を構成する他の元素のほとんどは、星の核反応によって生成されました。 星の核で核融合によって形成される元素もあれば、星の爆発的な超新星の死で形成される元素もあります。 超新星はまた、星によって作られた元素を散乱させ、次世代の星、惑星、さらには生物に組み込むことができるようにする上で重要な役割を果たします。
リチウムよりも重い元素を最初に生成した星の第 1 世代は、特に興味深いものです。 しかし、第一世代の星は、直接観測されたことがないため、研究が困難です。 いずれもすでに超新星爆発を起こしていると考えられています。 代わりに、研究者は、次世代の星に刻印された第 1 世代の超新星の化学的特徴を研究することによって、第 1 世代の星についての推論を導き出そうとしています。 その組成に基づいて、極度に金属の少ない星は、最初の超新星爆発の後に形成された星であると考えられています。 非常に金属の少ない星はまれですが、グループとして分析するのに十分な数が現在発見されています。
この研究では、東京大学/Kavli IPMU、日本の国立天文台、およびハートフォードシャー大学からのメンバーを含むチームが、人工知能を使用して、望遠鏡で観測された 450 を超える極度に金属の少ない星の元素存在量を解釈するという新しいアプローチを取りました。すばる望遠鏡も含めて。 彼らは、観測された極度に金属の少ない星の 68% が、以前の複数の超新星による濃縮と一致する化学的フィンガープリントを持っていることを発見しました。
以前の複数の超新星からの噴出物が 1 つの星に混ざり合うためには、超新星が近接して発生したに違いありません。 これは、多くの場合、第一世代の星が孤立した星としてではなく、クラスターとして一緒に形成されたに違いないことを意味します。 これは、最初の星の多重度の観測に基づく最初の量的制約を提供します。
現在、チームは、すばる望遠鏡の主焦点分光器から期待されるデータなど、現在および将来の観測プログラムからのビッグデータにこの方法を適用したいと考えています。
これらの結果は、ハートウィグらとして登場しました。 「機械学習は恒星の考古学データで最初の星の多様性を検出する」 の[{” attribute=””>Astrophysical Journal on March 22, 2023.
For more on this research, see Artificial Intelligence Sheds New Light on the Mysterious First Stars.
Reference: “Machine Learning Detects Multiplicity of the First Stars in Stellar Archaeology Data” by Tilman Hartwig, Miho N. Ishigaki, Chiaki Kobayashi, Nozomu Tominaga and Ken’ichi Nomoto, 22 March 2023, The Astrophysical Journal.
DOI: 10.3847/1538-4357/acbcc6
Funding: Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology-Japan, Japan Society for the Promotion of Science, UK Science and Technology Facility Council, Leverhulme Trust
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