IA ajuda a entender por que “estrelas vampiras” explodem

Cientistas recorreram à Inteligência Artificial (IA) para investigar por que as anãs brancas, que são restos de estrelas mortas, explodem – depois de sugar material de uma estrela vizinha, quase como um vampiro cósmico.

Essas explosões energéticas, chamadas de supernovas do Tipo Ia, poderiam ser responsáveis por forjar elementos pesados e semeá-los através do Universo. São esses elementos que podem se tornar os blocos de construção de futuras estrelas, planetas ou até mesmo vida. 

As emissões associadas às supernovas do Tipo Ia também são tão características que os astrônomos se referem a esses eventos como “velas padrão” e as usam para medir grandes distâncias astronômicas.

Depois que morrer, o Sol se tornará uma anã branca, envolta em uma nebulosa planetária. Crédito: Festa – Shutterstock

O que são “estrelas vampiras”?

Diferente das supernovas que marcam o fim de estrelas massivas e geram estrelas de nêutrons e buracos negros, as supernovas do Tipo Ia são mais sinistras. Elas acontecem quando uma anã branca, uma estrela morta, suga material de uma estrela vizinha, agindo como um verdadeiro vampiro cósmico.

A ciência ainda está engatinhando para compreender por que essas explosões ocorrem. Em um comunicado, Mark Magee, cientista da Universidade de Warwick, no Reino Unido, disse que analisar os espectros das supernovas, que são registros da intensidade da luz em diferentes comprimentos de onda, pode ajudar a identificar os elementos criados nessas explosões e fornecer pistas sobre o que as causou.

Astrônomos preveem que nos próximos cinco bilhões de anos, o Sol vai esgotar seu hidrogênio, o combustível da fusão nuclear. Quando isso acontecer, ele se transformará em uma gigante vermelha, expandindo-se até a órbita de Marte e engolindo os planetas internos, incluindo a Terra. Depois que morrer, o Sol se tornará uma anã branca, envolta em uma nebulosa planetária.

Estrela “vampira” sugando material de companheira. Crédito: Nazarii_Neshcherenskyi – Shutterstock

Outras estrelas de tamanho semelhante ao do Sol também acabam morrendo e se tornando anãs brancas. No entanto, se elas fizerem parte de um sistema binário, possuindo uma estrela companheira, esse pode não ser necessariamente o fim da linha. A anã branca pode começar a sugar material da vizinha, formando um disco de matéria que se acumula em sua superfície. 

Quando a massa da estrela sugadora ultrapassa 140% a do Sol (o limite de Chandrasekhar), ocorre uma explosão termonuclear: uma supernova do Tipo Ia.

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Inteligência Artificial acelera processo de modelagem das explosões

Para entender melhor esse processo, a equipe liderada por Magee está recorrendo à IA. Normalmente, simular uma supernova pode levar de 10 a 90 minutos. Mas com IA, a equipe pode acelerar esse processo, treinando algoritmos de aprendizado de máquina para criar modelos de explosões muito mais rapidamente.

Magee compara essa abordagem ao uso de IA para criar arte ou texto. Os pesquisadores podem gerar simulações de supernovas em um piscar de olhos e compará-las com observações reais. “Podemos gerar milhares de modelos em menos de um segundo”, diz Magee. Isso não só economiza tempo, como também aumenta a precisão, permitindo identificar melhor os elementos criados pelas supernovas do Tipo Ia e como eles se espalham pelo cosmos.

Essa técnica não é apenas rápida; ela também permite que os cientistas relacionem as propriedades das explosões com as galáxias onde ocorrem. Magee explica que entender quais elementos são produzidos por diferentes tipos de explosões pode revelar muito sobre a natureza dessas supernovas e suas galáxias hospedeiras.

Agora, a equipe está expandindo seu trabalho para outras supernovas, incluindo aquelas que geram estrelas de nêutrons e buracos negros. Isso pode ajudar a conectar as características dessas explosões às suas galáxias.

Um artigo relatando a pesquisa foi publicado no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS) em maio.

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