ШІ розкрив сотні космічних аномалій в архіві «Габбла»

Астрономи застосували передову технологію на основі штучного інтелекту для виявлення рідкісних астрономічних явищ в архівних даних космічного телескопа «Габбл».

Про це повідомляють в американському Національному управлінні з аеронавтики та дослідження космічного простору (NASA), передають OstanniPodii.com.

Команда проаналізувала майже 100 мільйонів фрагментів зображень з архіву «Габбл Легасі», кожен з яких мав розмір лише кілька десятків пікселів (7–8 кутових секунд) на сторону. За два з половиною дні вони виявили понад 1300 об′єктів з дивним зовнішнім виглядом, з яких понад 800 ніколи не були задокументовані в науковій літературі.

Більшість аномалій були галактиками, що перебували у злиттях або взаємодіях, які демонстрували незвичайну морфологію або подовжені потоки зірок і газу. Інші були гравітаційними лінзами, де гравітація галактики на передньому плані спотворює простір-час і викривляє світло від галактики на задньому плані в дуги або кільця. Додаткові відкриття включали галактики з масивними зореутворювальними областями, схожі на медуз галактики — з газовими «щупальцями» — та планетоутворювальні диски в нашій галактиці, схожі на гамбургери. Примітно, що кілька десятків об′єктів повністю не піддавалися наявним схемам класифікації.

Ідентифікація такого різноманітного набору рідкісних об′єктів у величезному сховищі даних телескопа «Габбл», що постійно зростає, а також інших телескопів є надзвичайно складним завданням. Ніколи за історію астрономії для аналізу не було доступно такого обсягу даних спостережень.

Для розв′язання цієї проблеми, дослідники Девід О′Раян і Пабло Гомес з Європейського космічного агентства (ESA) розробили інструмент штучного інтелекту, здатний перевіряти мільйони астрономічних зображень за частку часу, необхідного людським експертам. Їхня нейронна мережа, названа AnomalyMatch, була навчена виявляти рідкісні та незвичайні об′єкти шляхом розпізнавання закономірностей у даних. При цьому імітувався спосіб, у який людський мозок обробляє візуальну інформацію.

«Архівні спостереження з космічного телескопа «Габбл» охоплюють 35 років і містять багатий набір даних, в якому можуть бути приховані астрофізичні аномалії», — сказав Девід О′Раян, головний автор дослідження, опублікованого в журналі Astronomy & Astrophysics.

Традиційно аномальні зображення виявляються шляхом ручної перевірки або випадкових спостережень. Хоча досвідчені астрономи чудово вміють виявляти незвичайні особливості, величезний обсяг даних «Габбла» робить всебічний ручний перегляд непрактичним. Громадські наукові ініціативи допомогли розширити сферу аналізу даних, але навіть ці зусилля виявляються недостатніми, коли справа стосується таких обширних архівів, як від «Габбла» або архівів ширококутних телескопів, таких як «Евклід», місія ESA за участю NASA.

Робота О′Райана та Гомеса є значним прогресом. Застосувавши AnomalyMatch до архіву «Hubble Legacy Archive», вони провели перший систематичний пошук астрофізичних аномалій у всьому наборі даних. Після того як алгоритм позначив ймовірних кандидатів, дослідники вручну переглянули найвищі за рейтингом джерела та підтвердили понад 1300 справжніх аномалій.

«Це потужна демонстрація того, як ШІ може підвищити наукову віддачу архівних наборів даних», — розповідає Гомес. «Відкриття такої великої кількості раніше не задокументованих аномалій у даних «Габбла» підкреслює потенціал цього інструменту для майбутніх досліджень».

Архів «Габбла» — лише один з багатьох астрономічних архівів, над яким можуть провести аналіз на основі штучного інтелекту. Такі об′єкти, як прийдешній космічний телескоп NASA «Ненсі Грейс Роман», а також «Евклід» Європейського космічного агентства та обсерваторія «Вера С. Рубін» Національного наукового фонду та Міністерства енергетики США, будуть генерувати безпрецедентні обсяги даних. Такі інструменти, як AnomalyMatch, будуть необхідними для навігації в цьому потоці даних і дозволять астрономам виявляти нові та несподівані явища — і, можливо, навіть об′єкти, раніше не бачені у Всесвіті.

Космічний телескоп «Габбл» працює вже понад три десятиліття та продовжує робити революційні відкриття, які формують наше фундаментальне розуміння Всесвіту. «Габбл» — це проєкт міжнародної співпраці між NASA та ESA. Центр космічних польотів імені Годдарда NASA в Грінбелті, штат Мериленд, керує телескопом та операціями місії. Компанія Lockheed Martin Space, що базується в Денвері, також підтримує операції місії в Годдарді. Інститут космічної телескопії в Балтіморі, який керується Асоціацією університетів з досліджень в астрономії, проводить наукові операції «Габбла» для NASA.

• космічний телескоп Хаббла
• штучний інтелект