Компактні зорі з температурою поверхні у кілька десятків тисяч кельвінів становлять лише малу частку космічного каталогу. Відрізнити їх можна за формою спектра, проте вручну це надто повільно. Литовські, іспанські та італійські дослідники доручили роботу нейромережі. Класифікація двадцяти тисяч кандидатів зайняла секунди.
Поза головною послідовністю
На діаграмі, де світила розкладають за температурою та яскравістю, переважна більшість лягає у широку смугу головної послідовності. Там перебуває і Сонце, поки в його надрах водень перетворюється на гелій. Гарячі субкарлики до головної послідовності не належать, бо за тієї самої температури світять помітно слабше і розташовані на діаграмі під цією смугою.
За кольором вони блакитні, як масивні світила спектральних класів O і B, але помітно менші та тьмяніші. Температура поверхні коливається від 20 до 50 тис. кельвінів, а маса становить близько половини сонячної. Робота опублікована в рецензованому журналі Astronomy & Astrophysics.
Наслідок тісної пари
Провідне пояснення такої дивної комбінації параметрів пов’язане з подвійними системами. Масивніший компонент роздувається до червоного гіганта, а під дією тяжіння компактної сусідньої зорі його зовнішня воднева оболонка поступово втрачається. Залишається оголене ядро, яке далі рухається до стадії білого карлика нестандартним шляхом.
Різні пари дають різний результат. Поруч із гарячим субкарликом трапляються звичайні зорі головної послідовності, білі та червоні карлики, а подекуди й коричневі. Склад пари визначає і подальшу долю всієї системи.
Мережа замість ручного підбору
За понад десять років роботи в космічній обсерваторії Gaia накопичився каталог більш ніж половини мільярда світил. За даними попереднього третього релізу місії, до класу гарячих субкарликів потрапили лише близько 62 тис. з них, тобто менше ніж одне на тисячу. Підбирати моделі для кожного окремо, підганяючи температуру і перевіряючи збіг, на такому масштабі неможливо.
Замість цього команда побудувала нейронну мережу, яка послідовно переглядає весь діапазон довжин хвиль і шукає характерні обриси спектральних ліній. Далі через неї пропустили повну вибірку з 20 061 низькороздільного спектра. Як зазначає Маркус Амброш у матеріалі phys.org, алгоритм не отримав жодного фізичного рівняння, проте у процесі навчання виділив саме ті ділянки, які фізики вважають визначальними.
Кожен шостий у парі
Для повної вибірки мережа дала близько 17 відсотків подвійних систем, тобто 3359 об’єктів. Окремий поділ за температурою і вмістом гелію відніс до холоднішого класу sdB близько двох третин, а це 13 174 світила.
Найцікавіше дала перевірка на мінливість блиску і на дрібні зміщення положення. Там, де ознак мінливості немає, подвійних 17,6 %. Там, де фіксують астрометричні зміщення, частка сягає 80,8 %.
Виграш у швидкості обробки переносить обмеження на наступний етап. Мережа дає лише ймовірність, тож кожного кандидата доводиться перевіряти окремими спостереженнями з поверхні Землі, а годин на великих телескопах після виходу нового каталогу Gaia на всіх не вистачить. Перші такі перевірки команда вже проводить на спектрографі Вільнюського університету.
Домішки у вибірці
Той самий підхід допоміг знайти в каталозі сторонні об’єкти. Окрема група з 561 запису за формою спектра надто холодна для гарячих субкарликів і, найімовірніше, це звичайні зорі головної послідовності.
Ще 203 позиції впізнали як катаклізмічні змінні, тобто тісні пари, у яких білий карлик набирає речовину з компаньйона. Майже всі вони опинилися в одній ділянці карти подібності, тож той самий метод придатний і для пошуку об’єктів цього типу.
