10 juni 2025

AI PHOEBAI moet schat aan informatie over dubbelstersystemen gaan opleveren

Art. afb. van een gasreus in een binair systeem. Credits: NASA / JPL-Caltech / T. Pyle

Een dubbelster- of binair stersysteem is een systeem van twee sterren die door zwaartekracht aan elkaar gebonden zijn en om elkaar heen draaien. Ze kunnen worden gedetecteerd met technieken zoals spectroscopie. Het waarnemen is complex, met name als ze elkaars vlakken kruisen (gezien vanaf ons gezichtspunt op aarde). Echter voor het waarnemen zou een nieuwe AI, genaamd PHOEBAI, gemaakt door een project van Villanova University, Pennsylvania (VS), de kennis over dubbelsterren drastisch kunnen veranderen, door de tijd die nodig is om de kenmerken van het systeem te bepalen, aanzienlijk te verkorten. Met dit programma zou, wat anders wel een maand zou duren, in slechts 10 minuten kunnen worden gedaan. Het team van de Novavilla University, publiceerde recent hun resultaten.

FArt.afb. van het TOI – 1338 system. Credits; NASA/Astrobites ‘hunting for Tatooine

Het team stelt dat meer dan 50% van de zonachtige sterren en zwaardere sterren zich in dubbelstersystemen of meervoudige stersystemen bevinden. Een dubbelster speelt ook de hoofdrol in een van de meest memorabele scènes in Star Wars: A New Hope (1977). De hoofdpersoon, Luke Skywalker staart omhoog naar een stel wonderschone tweelingsterren van zijn thuisplaneet Tatooine, zie bv ook dit TESS onderzoek.

De AI PHOEBAI, is een neuraal netwerk, en moet het proces van het bepalen c.q. beoordelen van binaire sterren, hun kenmerken zoals massa en grootte, kunnen versnellen, en zo een knelpunt kunnen wegnemen van honderdduizenden potentiële dubbelsterren die momenteel wachten op analyse. Andrej Prša, stelt “Wat twee weken of meer duurde op een supercomputer, duurt nu slechts enkele minuten of seconden op een enkele laptop.” Het is complex de afzonderlijke sterren de onderscheiden, met name als ze elkaars vlakken kruisen, daar dit betekent dat het licht van beide sterren als één puntbron kan worden gezien. Dit team heeft aangetoond dat hun AI aan een schijnbaar enkel punt van stellair licht in systemen op vele lichtjaren afstand, kan bepalen of het licht van twee sterren afkomstig is, en zo een zogenaamd ‘eclipserend dubbelstersysteem’ kan identificeren.

En niet alleen dat, ook stellaire massa’s zijn beter te bepalen, alsook de stralen van de sterren, aldus Prša, en vervolgtAls ons gezichtspunt is uitgelijnd met het baanvlak van het dubbelstersysteem, zullen de sterren eclipsen ondergaan. Het is dan een kwestie van eenvoudige geometrie om de grootte van de sterren te bepalen.” Prša wees erop dat eclipserende dubbelsterren astronomen weliswaar toegang kunnen geven tot fundamentele parameters van sterren, maar dit is een kostbare, en tijdrovende zaak. Prša. “Het ‘oplossen’ van een typische dubbelster kost meer dan twee weken op een computercluster. Dit wordt onbetaalbaar lang als we honderdduizenden dubbelsterren moeten analyseren die we momenteel tot onze beschikking hebben.”
 
Prša legt verder uit dat PHOEBAI gebaseerd is op een ‘fysisch model’ genaamd PHOEBE. PHOEBE was al sterk geoptimaliseerd en kon daardoor zijn eigen off-line-model leveren. PHOEBAI vervangt PHOEBE, m.a.w. de binaire aard van het systeem is al vastgesteld en men wil de fundamentele stellaire parameters van de componenten van de dubbelster extraheren, aldus Prša, en “Door dit te doen, zijn we erin geslaagd een robuuste ‘emulator’ van het fysieke model te creëren die qua nauwkeurigheid gelijkwaardig presteert, maar qua snelheid het fysieke model met een factor van ongeveer een miljoen overtreft.” De AI zal missies als  o.a. het Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE), NASA’s exoplanetenjagers, de Kepler-ruimtetelescoop en de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) zijn. Hij voegde eraan toe dat de belangrijkste resultaten van PHOEBAI zullen volgen op de vierde datarelease van Gaia, het stervolgsysteem van ESA. “PHOEBAI heeft absoluut de potentie om onze kennis van dubbelsterren radicaal te veranderen”, aldus Prša, hij verwacht dat het volgende jaar een transformatie van het dubbelsterveld zal plaatsvinden, waarbij het aantal opgeloste dubbelsterren stijgt van enkele honderden naar honderdduizenden. Bronnen; Space.com, Villanova.edu, NASA/JPL
Share

Speak Your Mind

*