ИИ раскрыл сотни космических аномалий в архиве «Хаббла»
Команда астрономов применила передовую технологию на основе искусственного интеллекта для выявления редких астрономических явлений в архивных данных космического телескопа «Хаббл».
Об этом сообщают в американском Национальном управлении по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA), передают OstanniPodii.com.
Команда проанализировала почти 100 миллионов фрагментов изображений из архива «Хаббл Легаси», каждый из которых имел размер всего несколько десятков пикселей (7–8 угловых секунд) в сторону. За два с половиной дня они обнаружили более 1300 объектов со странным внешним видом, из которых более 800 никогда не были задокументированы в научной литературе.
Большинство аномалий были галактиками, находившимися в слияниях или взаимодействиях, которые демонстрировали необычную морфологию или удлиненные потоки звезд и газа. Другие были гравитационными линзами, где гравитация галактики на переднем плане искажает пространство-время и искривляет свет от галактики на заднем плане в дуги или кольца. Дополнительные открытия включали галактики с массивными звездообразующими областями, похожие на медуз галактики — с газовыми «щупальцами» — и планетообразующие диски в нашей галактике, похожие на гамбургеры. Примечательно, что несколько десятков объектов полностью не поддавались имеющимся схемам классификации.
Идентификация такого разнообразного набора редких объектов в огромном постоянно растущем хранилище данных телескопа «Хаббл», а также других телескопов является чрезвычайно сложной задачей. Никогда за историю астрономии для анализа не было доступно такого объема данных наблюдений.
Для решения этой проблемы исследователи Дэвид О′Райан и Пабло Гомес из Европейского космического агентства (ESA) разработали инструмент искусственного интеллекта, способный проверять миллионы астрономических изображений за долю времени, необходимого человеческим экспертам. Их нейронная сеть, названная AnomalyMatch, была обучена выявлять редкие и необычные объекты путем распознавания закономерностей в данных. При этом имитировался способ, которым человеческий мозг обрабатывает визуальную информацию.
«Архивные наблюдения с космического телескопа «Хаббл» охватывают 35 лет и содержат богатый набор данных, в котором могут быть скрыты астрофизические аномалии», — сказал Дэвид О′Райан, главный автор исследования, опубликованного в журнале Astronomy & Astrophysics.
Традиционно аномальные изображения обнаруживаются путем ручной проверки или случайных наблюдений. Хотя опытные астрономы прекрасно умеют выявлять необычные особенности, огромный объем данных «Хаббла» делает всесторонний ручной просмотр непрактичным. Общественные научные инициативы помогли расширить сферу анализа данных, но даже эти усилия оказываются недостаточными, когда дело касается таких обширных архивов, как от «Хаббла» или архивов широкоугольных телескопов, таких как «Евклид», миссия ESA с участием NASA.
Работа О′Райана и Гомеса является значительным прогрессом. Применив AnomalyMatch к архиву «Hubble Legacy Archive», они провели первый систематический поиск астрофизических аномалий во всем наборе данных. После того как алгоритм обозначил вероятных кандидатов, исследователи вручную просмотрели самые высокие по рейтингу источники и подтвердили более 1300 настоящих аномалий.
«Это мощная демонстрация того, как ИИ может повысить научную отдачу архивных наборов данных», — рассказывает Гомес. «Открытие такого большого количества ранее не задокументированных аномалий в данных «Хаббла» подчеркивает потенциал этого инструмента для будущих исследований».
Архив «Хаббла» — лишь один из многих астрономических архивов, над которым могут провести анализ на основе искусственного интеллекта. Такие объекты, как будущий космический телескоп NASA «Нэнси Грейс Роман», а также «Эвклид» Европейского космического агентства и обсерватория «Вера С. Рубин» Национального научного фонда и Министерства энергетики США, будут генерировать беспрецедентные объемы данных. Такие инструменты, как AnomalyMatch, будут необходимы для навигации в этом потоке данных и позволят астрономам обнаруживать новые и неожиданные явления — и, возможно, даже объекты, ранее не виденные во Вселенной.
Космический телескоп «Хаббл» работает уже более трех десятилетий и продолжает делать революционные открытия, которые формируют наше фундаментальное понимание Вселенной. «Хаббл» — это проект международного сотрудничества между NASA и ESA. Центр космических полетов имени Годдарда NASA в Гринбелте, штат Мэриленд, управляет телескопом и операциями миссии. Компания Lockheed Martin Space, базирующаяся в Денвере, также поддерживает операции миссии в Годдарде. Институт космической телескопии в Балтиморе, управляемый Ассоциацией университетов по исследованиям в астрономии, проводит научные операции «Габбла» для NASA.