Videnskabsmand udvikler en database til udforskning af stjerner-exoplaneter

En videnskabsmand fra Southwest Research Institute bruger big data til at hjælpe det videnskabelige samfund med at karakterisere exoplaneter, især fremmede verdener, der kredser omkring stjerner. Af særlig interesse er exoplaneter, der kunne rumme liv.

"Først fokuserede forskere på temperaturer, leder efter exoplaneter i 'Goldilocks-zonen' – hverken for tæt på, heller ikke for langt fra stjernen, hvor flydende vand kunne eksistere, " sagde Dr. Natalie Hinkel, en planetarisk astrofysiker ved SwRI. "Men definitionen af ​​beboelighed udvikler sig ud over flydende vand og en hyggelig temperatur."

Planeterne har også brug for byggestenene til livet (såsom brint, kulstof, nitrogen, ilt og fosfor) samt en stenet sammensætning (herunder elementer som jern, silicium og magnesium) for at en planet kan være beboelig. Plus, aktive geokemiske kredsløb er nødvendige for at distribuere disse elementer rundt om i verden. Som det ses på Jorden, en beskyttende atmosfære er også en nødvendighed for livet.

"Med den nuværende teknologi, vi kan ikke måle sammensætningen af ​​en exoplanets overflade, meget mindre dets indre, " sagde Hinkel. "Men vi kan måle mængden af ​​grundstoffer i en stjerne spektroskopisk, studerer, hvordan lys interagerer med elementerne i en stjernes øverste lag. Ved at bruge disse data, Forskere kan udlede, hvad en stjernes kredsende planeter er lavet af, bruger stjernernes sammensætning som en proxy for sine planeter."

Hinkel byggede en offentligt tilgængelig database, kaldet Hypatia-kataloget, at hjælpe forskere med at udforske tusindvis af stjerner, såvel som potentielle stjerne-exoplanetsystemer, observeret gennem de sidste 35 år. Det er den største database over stjerner og deres grundstoffer for befolkningen inden for 500 lysår fra vores sol. Ved sidste optælling, Hypatia havde stjernernes kemiske overflodsdata på 6, 156 stjerner, 365 af dem er kendt for at være vært for planeter. Databasen katalogiserer også 72 stjerneelementer fra brint til bly.

"Hypatia-kataloget og andre store databaser over stjernernes kemiske overflod åbner op for en ny tidsalder af exoplanetudforskning, " sagde Hinkel. Hun var en del af et team af videnskabsmænd, der for nylig modellerede vand i planeter, der kredsede om den nærliggende stjerne TRAPPIST-1. "Vi fandt ud af, at nogle få af planeterne, inklusive en i den beboelige zone, er sandsynligvis 'vandverdener, ' sammensat af 5 til 25 procent vand, hvilket i høj grad ville påvirke deres beboelighed. Til sammenligning, Jorden har 0,02 procent vand."

Næste, Hinkel arbejder med en række maskinlæringsalgoritmer for at udforske de usete måder, hvorpå tilstedeværelsen af ​​en planet kan påvirke værtsstjernens kemi.

The American Scientist september-oktober-udgaven inkluderede en artikel af Hinkel med titlen "Big Data on Exoplanet Composition, " med Hypatia Catalogue. Hinkel opkaldte kataloget efter en af ​​hendes videnskabelige heltinder, en førende matematiker og astronom i slutningen af ​​300-tallet, begyndelsen af ​​400-tallet - den eneste kvinde, der vides at have haft dette niveau af videnskabelig indflydelse i sin tid.

For mere information, besøg astrofysik, www.hypatiacatalog.com/ .