Искусственный интеллект продолжает двигаться вперед, вступая теперь в царство сверхновых. Инструмент Bright Transient Survey Bot (BTSbot), работающий на базе искусственного интеллекта, который может автономно обнаруживать, идентифицировать и классифицировать сверхновые, обнаружил свою первую сверхновую — SN2023tyk.

Адам Миллер, доцент кафедры физики и астрономии Северо-Западного университета, говорит, что BTSbot может полностью заменить людей в нынешней системе обнаружения сверхновых, которая основана на сочетании человеческого и компьютерного анализа.

«Впервые серия роботов и алгоритмов искусственного интеллекта наблюдала, затем идентифицировала, а затем связалась с другим телескопом, чтобы окончательно подтвердить открытие сверхновой», — сказал он. «Это представляет собой важный шаг вперед, поскольку дальнейшее усовершенствование моделей позволит роботам изолировать определенные подтипы звездных взрывов».

«В конечном счете, исключение людей из цикла дает исследовательской группе больше времени для анализа своих наблюдений и разработки новых гипотез, объясняющих происхождение космических взрывов, которые мы наблюдаем».

По данным команды BTSbot, за последние шесть лет астрономы потратили около 2200 часов на визуальный осмотр и классификацию кандидатов в сверхновые. Астрономы говорят, что с помощью нового ИИ они смогут уделять больше времени определению причин звездных взрывов и моделированию их последующей эволюции.

Сверхновые возникают, когда стареющие звезды исчерпывают свое термоядерное топливо. Неспособные сопротивляться гравитационной силе, толкающей внутрь, ядра этих звезд коллапсируют, а их внешние слои взрываются впечатляющими сверхновыми.

В случае сверхновых типа 1a, таких как SN2023tyk, взрывы происходят, когда белый карлик находится внутри двойной системы и постепенно выкачивает вещество из своей звезды-компаньона. Этот приток материала вновь воспламеняет белого карлика, кульминацией которого является катастрофический взрыв, который уничтожает его.

Эти взрывы сверхновых могут быть настолько яркими, что затмевают коллективное сияние всех звезд в окружающей их галактике. Тем не менее, из-за огромного пространства, даже этот поразительный всплеск яркости не гарантирует легкого обнаружения сверхновых. В настоящее время автоматизированные телескопы сканируют ночное небо, неоднократно захватывая изображения одного и того же участка космоса, в надежде идентифицировать любые измененные или переходные объекты, отсутствующие на предыдущих изображениях.

BTSbot был обучен на обширном наборе данных исторических изображений, что позволило ему распознавать различные космические явления. Он успешно идентифицировал SN2023tyk через два дня после его обнаружения переходным комплексом Цвикки 3 октября. Предполагается, что кандидат находится на расстоянии 760 миллионов световых лет от Земли. 7 октября, всего через два дня после находки SN2023tyk, BTSbot рассказал астрономическому сообществу об открытии.

«Это значительно упрощает масштабные исследования сверхновых, помогая нам лучше понять жизненные циклы звезд и происхождение элементов, которые создают сверхновые, таких как углерод, железо и золото», — сказал Набил Рехемтулла, доцент кафедры физики и астрономии Северо-Западного университета, соруководитель исследования. разработка.

В настоящее время люди и роботизированные системы сотрудничают для обнаружения и анализа сверхновых. Во-первых, роботизированные телескопы неоднократно сканируют одни и те же области ночного неба, чтобы найти новые источники, которые не были видны на более ранних изображениях. Затем люди берут верх, когда эти телескопы уловят что-то новое.

«Автоматизированное программное обеспечение представляет список потенциальных взрывов людям, которые тратят время на проверку кандидатов и проведение спектроскопических наблюдений», — сказал Миллер. «Мы можем точно узнать, что кандидат действительно является сверхновой, только собрав ее спектр — рассеянный свет источника, который выявляет элементы, присутствующие во взрыве. Существуют роботизированные телескопы, которые могут собирать спектры, но это также часто делают люди, управляющие телескопами со спектрографами».

Рехемтулла использовал более 1,4 миллиона прошлых изображений из почти 16 000 источников, включая проверенные сверхновые, мгновенно вспыхивающие звезды, периодически переменные звезды и вспыхивающие галактики, чтобы обучить алгоритм машинного обучения для создания инструмента искусственного интеллекта.

«Прелесть в том, что, когда все включено и работает правильно, мы фактически ничего не делаем», — сказал Рехемтулла. «Ночью мы ложимся спать, а утром видим, что BTSbot и другие ИИ непоколебимо выполняют свою работу».