In Milliarden von Jahren würde jede außerirdische Zivilisation, die in der Nähe des Sonnensystems nach Leben sucht, die Erde nicht als unseren geliebten hellblauen Punkt in ihrer Umlaufbahn vorfinden, sondern als Metallteile, die unsere Sonne verschmutzen.
Das liegt daran, dass Sterne mit einer Masse in der Größenordnung der Sonne dazu bestimmt sind, in einem längeren Zeitraum zu sterben, in dem sie auf das Hundertfache ihrer jetzigen Größe anschwellen und alle umlaufenden Planeten in Reichweite verschlucken.
Nach dieser aufgeblähten „Phase des Roten Riesen“ ist das endgültige Schicksal dieser Sterne wie die geschrumpfte, sterbende Glut eines Sterns, ein stellarer Überrest, der als „Weißer Zwerg“ bezeichnet wird. Diese toten Sterne können mit den Überresten der Welten bedeckt sein, die sie einst umkreisten, und die sie seitdem verzehrt haben.
Somit können diese Weißen Zwerge als einzigartige, wenn auch weit entfernte Laboratorien für die Untersuchung des Inneren zerstörter Planeten dienen, die sonst für Teleskope unerreichbar wären.
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„Es ist die einzige seriöse Möglichkeit, tatsächlich herauszufinden, woraus Planeten außerhalb des Sonnensystems bestehen“, sagte Keith Hawkins, ein Astronom an der University of Texas in Austin, in einer Erklärung. „(Das) bedeutet, dass es entscheidend ist, diese verschmutzten Weißen Zwerge zu finden.“
Obwohl es im Universum viele solcher „verschmutzten“ Weißen Zwerge gibt, ist es keineswegs einfach, sie zu finden. Verräterische Anzeichen einer Planetenverschmutzung wie Eisen und Magnesium sind äußerst subtil und für Teleskope bei an sich lichtschwachen Weißen Zwergen schwer zu erkennen.
Astronomen durchsuchen in der Regel große Mengen an Teleskopdaten auf der Suche nach überzeugenden Beweisen, um sie mit Folgebeobachtungen weiter zu untersuchen – ein zeitintensiver Aufwand, bei dem bisher etwa 1.400 verschmutzte Weiße Zwerge gefunden wurden.
Dank Hawkins und Kollegen könnten Astronomen bald Hunderte weitere dieser toten Sterne finden – und das auch schneller. Dies ist einem vom Team neu entwickelten Algorithmus mit künstlicher Intelligenz (KI) zu verdanken, der sich bei der Erkennung kosmischer Friedhöfe in Teleskopdaten als 99-prozentig genau erwiesen hat.
Der von den Forschern entwickelte Algorithmus nutzt eine Form der KI namens „Mannigfaltiges Lernen“, um astronomische Objekte mit ähnlichen Merkmalen in einer vereinfachten visuellen Karte anzuzeigen. Laut Hawkins und Kollegen kann diese Technik dann für Folgeuntersuchungen überprüft werden.
Um die Methode zu testen, beauftragten Hawkins und seine Kollegen den Algorithmus, fast 100.000 Weiße Zwerge, die vom Gaia-Teleskop zur Kartierung der Milchstraße katalogisiert wurden, zu sortieren und die verschmutzten zu finden.
Der Algorithmus isolierte 375 Sterne, von denen er feststellte, dass sie in ihrer Atmosphäre mehrere verräterische Metalle enthalten – so nennen Astronomen Elemente, die schwerer als Wasserstoff und Helium sind. Nachfolgende Beobachtungen mit dem Hobby-Eberly-Teleskop des McDonald-Observatoriums stimmten später mit der KI überein und festigten die Entdeckung von Hunderten schwer fassbaren verschmutzten Weißen Zwergen.
„Gaia bietet eine der bisher umfangreichsten spektroskopischen Untersuchungen von Weißen Zwergen, aber die Daten haben eine so geringe Auflösung, dass wir dachten, es wäre damit nicht möglich, verschmutzte Weiße Zwerge zu finden“, sagte Hawkins. „Diese Arbeit zeigt, dass man es kann.“
Die KI-gestützte Methode könnte die Zahl der bekannten verschmutzten Weißen Zwerge verzehnfachen und dabei auch die Vielfalt und Geologie bekannter extrasolarer Planeten oder „Exoplaneten“ erhöhen, sagte Team-Co-Leiterin Malia Kao, eine Doktorandin der Astronomie an der Universität von Texas in Austin sagte.
„Letztendlich wollen wir feststellen, ob Leben außerhalb unseres Sonnensystems existieren kann“, schloss Kao. „Wenn unseres unter den Planetensystemen einzigartig ist, könnte es auch einzigartig in seiner Fähigkeit sein, Leben zu erhalten.“
Diese Forschung wird in einem Artikel beschrieben, der am 31. Juli im Astrophysical Journal veröffentlicht wurde.
