První na světě: Nový systém umělé inteligence objevil supernovu bez lidské pomoci

Umělá inteligence poprvé vyhledala, detekovala, potvrdila, klasifikovala a oznámila objev supernovy bez zásahu člověka. Je to okamžik, který může doslova změnit zkoumání hvězdné oblohy.

Mezinárodní tým vědců vyvinul nový nástroj umělé inteligence nazvaný Bright Transient Survey Bot (BTSbot), který k tréninku svého algoritmu strojového učení použil více než 1,4 milionu snímků z téměř 16 000 zdrojů.

Northwestern University uvádí, že nový systém umožňuje automatizovat celý proces objevování hvězdných výbuchů, což nejen eliminuje lidské chyby, ale také výrazně zvyšuje rychlost.

„Odstranění člověka ze smyčky v konečném důsledku poskytuje výzkumnému týmu více času na analýzu pozorování a vývoj nových hypotéz vysvětlujících původ pozorovaných kosmických explozí,“ říká astronom z Northwesternu Adam Miller, jeden z hlavních výzkumníků podílejících se na vývoji BTSbot.

„To výrazně zjednodušuje rozsáhlé studie supernov,“ dodává Nabeel Rehemtulla, astronom ze Severozápadní univerzity, který spolu s Millerem vedl vývoj, „a pomáhá nám to lépe pochopit životní cykly hvězd a původ prvků, které supernovy vytvářejí, jako je uhlík, železo a zlato.“

BTSbot objevil nově objevenou supernovu SN2023tyk v datech ze Zwicky Transient Facility (ZTF), robotické kamery v Kalifornii, která každé dva dny skenuje severní oblohu.

Pro představu, v jakém tempu se to stalo, ZTF zobrazil kosmický výbuch na noční obloze 3. října a BTSbot našel supernovu v datech ZTF 5. října. Po komunikaci s dalšími robotickými přístroji byl BTSbot schopen potvrdit objev a klasifikovat událost jako supernovu typu Ia a 7. října se o tuto zprávu podělil s veřejností.

„ZTF pracuje již šest let a za tu dobu jsme spolu s dalšími strávili více než 2 000 hodin vizuální kontrolou kandidátů a určováním, které z nich budeme pozorovat pomocí spektroskopie,“ říká astronom Christoffer Fremling z Kalifornského technologického institutu (Caltech).

„Přidání BTSbota do našeho pracovního postupu nás zbaví nutnosti trávit čas prohlídkou těchto kandidátů.“ Přestože supernovy jsou jasné a energetické události, není tak časté ani snadné je rozpoznat. Tradiční metody detekce spočívají v tom, že astronomové vizuálně kontrolují velké objemy dat z robotických teleskopů, které nepřetržitě skenují noční oblohu a hledají nové zdroje světla.

„Automatický software předkládá seznam kandidátů na exploze lidem, kteří stráví čas ověřováním kandidátů a prováděním spektroskopických pozorování,“ vysvětluje Miller. „To, že se jedná o skutečnou supernovu, můžeme s konečnou platností zjistit pouze na základě spektra rozptýleného světla zdroje, které odhaluje prvky přítomné v explozi.“

Jedná se o časově náročný proces a odhaduje se, že astronomové objevili jen malý zlomek všech supernov, které se ve vesmíru vyskytují.

BTSbot automaticky požádal jiný robotický přístroj nazvaný Spectral Energy Distribution Machine (SEDM), aby provedl rozsáhlá pozorování potenciální supernovy a shromáždil její spektrum. Po získání tohoto spektra jej SEDM odeslal do programu SNIascore (vyvinutého Fremlingem) na Caltechu, aby supernovu klasifikoval.

Supernovy typu Ia jsou pro astronomy obzvláště důležité, protože je lze využít k měření rozpínání vesmíru. „Simulovaný výkon byl vynikající, ale nikdy nevíte, jak se to projeví v reálném světě, dokud to skutečně nevyzkoušíte,“ říká Rehemtulla. „Jakmile přišla pozorování ze SEDM a automatická klasifikace ze SNIascore, pocítili jsme obrovskou vlnu úlevy.“

Možnost mnohem efektivněji a účinněji prohledávat noční oblohu a hledat nové objekty by mohla umožnit objev mnoha nových supernov. BTSbot by mohl astronomům uvolnit ruce, aby se mohli soustředit na interpretaci dat a poskytnout cenné poznatky o vývoji hvězd a galaxií.

„Jakmile je vše zapnuto a funguje správně, neděláme vlastně nic,“ říká Rehemtulla. „Večer jdeme spát a ráno vidíme, že BTSbot a tyto další umělé inteligence neochvějně dělají svou práci.“

Autor: Lukáš Drahozal

Zdroj: news.northwestern.edu, iflscience.com