Группа исследователей под руководством Северо-Западного университета объявила о разработке первой в мире полностью автоматической системы обнаружения, идентификации и классификации сверхновых с помощью искусственного интеллекта. Этот мощный инструмент, способный изменить жизнь астрономов, уже доказал свою эффективность.
Как распознать сверхновую?
Сверхновая второго типа образуется из звезды, в несколько раз более массивной, чем наше Солнце, у которой закончилось ядерное топливо. В результате она больше не может поддерживать баланс между внутренним давлением и гравитацией, которая тянет звезду внутрь. Звезда начинает разрушаться под действием собственной гравитации, вызывая сильное сжатие своего ядра.
В конце концов давление и тепло возрастают до такой степени, что ядро звезды взрывается. При этом в космос с невероятной скоростью выбрасывается огромное количество вещества. Эти тяжелые химические элементы затем будут участвовать в формировании новых звезд и планет. Поэтому анализ этих объектов необходим для понимания эволюции космоса.
До сих пор обнаружение сверхновых основывалось на сочетании автоматизированных систем и методов проверки человеком. В настоящее время во многих астрономических обсерваториях используются роботизированные телескопы, способные в автоматическом режиме и на регулярной основе наблюдать за обширными участками неба. Эти приборы делают снимки ночного неба через запрограммированные интервалы времени. Полученные изображения затем анализируются программным обеспечением для обнаружения потенциальных источников света. Появление на снимке нового источника света может указывать на сверхновую звезду.
Для проверки этого факта астрономы обычно используют телескопы, оснащенные спектрографами, которые разделяют свет на спектры (сверхновые имеют ярко выраженные спектральные сигнатуры).
Дать астрономам больше времени для занятий наукой
Основная цель нового автоматизированного инструмента, получившего название Bright Transient Survey Bot (BTSbot), — исключить из этого процесса посредника в лице человека. Исследователи обучили модель искусственного интеллекта, используя обширную коллекцию данных, включающую 1,4 млн. изображений от 16 000 астрономических источников. Эти изображения содержали предыдущие свидетельства сверхновых, светящихся галактик и других переходных астрономических явлений. После обучения на этом огромном массиве данных модель машинного обучения смогла автоматически идентифицировать сверхновую звезду-кандидата, изучив изображения, полученные с помощью автоматических телескопов.
Затем система автоматически отправила запросы на получение спектральных данных на роботизированный телескоп в Паломарской обсерватории в Калифорнии. В итоге система идентифицировала сверхновую как «звездный взрыв» с участием белой карликовой звезды.
Очевидно, что это только начало, но исследователи полны энтузиазма. Они считают, что дополнительное время, сэкономленное за счет отказа от ручного обнаружения и идентификации сверхновых, позволит ученым проанализировать свои наблюдения и разработать новые гипотезы, объясняющие происхождение наблюдаемых космических взрывов.