Emplean inteligencia artificial para ver el interior de las estrellas utilizando ondas de sonido

Las estrellas de nuestro universo ocultan muy bien sus secretos, pero los astrónomos han encontrado formas de mirar en su interior usando ondas de sonido.

“Las ondas de sonido en el espacio” es una frase bastante confusa, pero no se preocupe, estas ondas de sonido permanecen estrictamente dentro de sus esferas estelares.

Cada estrella es una vorágine dinámica y vibrante de intensa actividad frenética.

En el interior tiene la locura del núcleo nuclear, forjando nuevos elementos por segundo a temperaturas de millones de grados.

En el exterior, tiene el vacío del espacio en sí mismo a una temperatura apenas por encima de cero.

El trabajo del cuerpo de una estrella es llevar todo ese calor de adentro hacia afuera.

A lo largo de su vida, las estrellas existen en un estado de equilibrio (no están explotando en una supernova ni colapsando en un agujero negro), cualquier leve perturbación puede persistir como ligeros golpes y sacudidas en la mayor parte de la estrella, y en su superficie.

Los “golpes y ondulaciones en todo el volumen” también se conocen como ondas de sonido.

Hay algunas formas diferentes en que las estrellas pueden comenzar a gritar.

Si resulta que un parche o una capa completa de material estelar es un poco más denso que el promedio, puede atrapar la radiación debajo de él, evitando que se escape.

Esto calienta la capa de manera anormal, lo que hace que se eleve y expanda, liberando el calor atrapado y permitiendo que la capa se enfríe nuevamente y vuelva a asentarse en la forma en que comenzó, restableciendo todo el proceso.

A medida que este ciclo continúa, las ondas de sonido emanan de la pulsación, abarcando temporalmente a toda la estrella.

La convección en el interior de la estrella también juega un papel importante, ya que gigantescas burbujas de material estelar se abren paso hacia la superficie, tocan la frialdad del espacio, liberan su calor y se deslizan hacia las profundidades ardientes.

Esta agitación continua, como la superficie hirviendo de una olla de agua en la estufa, resuena en toda la estrella.

Incluso un compañero cercano puede impulsar la creación de ondas sonoras, ya que la gravedad de la pareja orbitante tira y retuerce la estrella, extendiéndose con palmadas invisibles gravitacionales provocando más temblores.

Las estrellas albergan todo tipo de vibraciones dentro de ellas.

Algunas solo duran un rato, otras se quedan por mucho tiempo.

Algunas se adhieren solo a la superficie o justo debajo, mientras que otras se cierran y bajan, rebotando en el denso núcleo del proceso.

Esto significa que las vibraciones son diagnósticos muy útiles en las condiciones de la estrella.

¿Qué edad tiene? ¿Qué porcentaje de elementos más pesados ​​nadan en su interior? ¿Cómo se conectan las diferentes capas internas (o no) entre sí?
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La mezcla particular de ingredientes que entran en cualquier estrella particular cambia sutilmente los tipos de vibraciones que viven en la superficie.

Es como una frenología estelar pero en realidad ciencia: el estudio de los golpes y ondulaciones en la superficie de una estrella revela su carácter.

Aquí es donde las computadoras entran en escena de manera considerable, y por qué la astrosismología es un campo relativamente nuevo.

No tenemos un catálogo de estrellas diseccionadas y exhibidas para compararlas con especímenes vivos.

En cambio, tenemos computadoras, muchas de ellas.

Modelo tras modelo, horneamos cada tipo posible de estrella en nuestros hornos de silicio, abarcando el rango de todo tipo de parámetro de entrada manejable.

Y también ajustamos la física, manipulando y jugando con varias teorías sobre cómo funcionan las estrellas en el interior.

¿Qué tan bien están los núcleos conectados a las atmósferas? ¿Qué tan importantes son los campos magnéticos? ¿Cuál es la relación entre la rotación y la transferencia de calor? Preguntas importantes con no muchas respuestas.

Estas simulaciones extensas de estrellas ficticias nos dan el “catálogo” necesario para comparar con las observaciones.

Pero las observaciones no son fáciles.

No podemos observar la superficie de la mayoría de las estrellas, solo podemos mirar a lo lejos a medida que la luz de las estrellas se atenúa y se ilumina.

Parte de esa variación se debe a brotes aleatorios u otra actividad temperamental.

Parte de esa variación se debe a un planeta en órbita que cruza la línea de visión.

Y parte de esa variación se debe a que las ondas de sonido se estrellan contra la estrella y burbujean en la superficie, cambiando ligeramente el brillo de la estrella.

Es aquí donde la teoría se encuentra con la realidad, pero las observaciones son extremadamente cortas (no podemos observar las estrellas durante mucho tiempo) e incompletas (no podemos ver todas las vibraciones en la superficie).

Para comprender mejor todo esto, los astrónomos desarrollaron recientemente una línea completa de aprendizaje automático para comparar datos con modelos.

En esta línea, los científicos entrenaron una red neuronal en las simulaciones, lo que le permitió descubrir todas las relaciones sutiles entre los parámetros de entrada del modelo (masa de la estrella, metalicidad, etc.) y los patrones de vibración en la superficie.

Luego, utilizando ese conocimiento sofisticado, el algoritmo puede mirar estrellas reales con datos reales y desordenados y encontrar la mejor coincidencia en los modelos.

Esta técnica aún está en su infancia cuando se trata de astrosismología, pero abre un futuro prometedor para la minería a través de muestras estelares, entendiendo cómo funcionan las estrellas en el interior.

Fuente: Universe Today