人工智能剛剛發(fā)現(xiàn)了它的第一顆超新星，它能代替天文學(xué)家嗎？
超新星SN2023tyk發(fā)生之前(左)和之后的星系圖像。星系的發(fā)現(xiàn)左上區(qū)域(右)看起來呈球狀和畸形，是顆超恒星爆炸的地方。(圖片來源:uux.cn/Legacy Surveys/D. Lang(周長研究所)為Legacy Surveys layers和Wisconsin/NASA/JPL加州理工學(xué)院/D. Lang(周長研究所))
（神秘的新星地球uux.cn）據(jù)美國太空網(wǎng)（羅伯特·李）：讓開，人類天文學(xué)家！替天人工智能(AI)可能很快就會幫你尋找超新星。文學(xué)
一種新的人工全自動機(jī)器學(xué)習(xí)算法成功地檢測、識別和分類了它的剛剛第一顆超新星——這是第一次用人工智能實(shí)現(xiàn)。開發(fā)者稱，發(fā)現(xiàn)這個名為明亮瞬時巡天機(jī)器人(BTSbot)的顆超程序可以極大地加速超新星的分析和分類過程。
發(fā)現(xiàn)超新星目前依賴于人類和計(jì)算機(jī)的新星協(xié)同工作，但是替天BTSbot可以將我們排除在這個等式之外。根據(jù)BTSbot團(tuán)隊(duì)的文學(xué)說法，僅在過去六年中，人工人類天文學(xué)家就花了大約2200個小時對超新星候選物進(jìn)行視覺檢查和分類。BTSbot可以讓天文學(xué)家重新定向這項(xiàng)工作，花更多的時間研究這些恒星爆炸的起源，并模擬它們?nèi)绾芜M(jìn)行。
伊利諾伊州西北大學(xué)物理學(xué)教授亞當(dāng)·米勒(Adam Miller)在一份聲明中說:“有史以來第一次，一系列機(jī)器人和人工智能算法進(jìn)行了觀察，然后進(jìn)行了識別，然后與另一臺望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行了通信，最終確認(rèn)了超新星的發(fā)現(xiàn)。”“這代表著向前邁出了重要的一步，因?yàn)槟Ｐ偷倪M(jìn)一步完善將使機(jī)器人能夠分離出恒星爆炸的特定亞型。
“最終，將人類從循環(huán)中移除為研究小組提供了更多的時間來分析他們的觀察結(jié)果，并開發(fā)新的假設(shè)來解釋我們觀察到的宇宙爆炸的起源，”米勒補(bǔ)充道。
超新星SN2023tyk發(fā)生的星系的深空圖像。(圖片來源:uux.cn/Legacy Surveys/D. Lang(周長研究所)為Legacy Surveys layers和Wisconsin/NASA/JPL加州理工學(xué)院/D. Lang(周長研究所))
超新星:宇宙大海撈針
許多超新星是在垂死的恒星耗盡其核聚變?nèi)剂蠒r產(chǎn)生的。由于無法抵抗向內(nèi)的重力，這些恒星的內(nèi)核坍塌，同時外層爆炸成為超新星。
在Ia型超新星的情況下，當(dāng)一顆稱為白矮星的恒星殘骸存在于雙星系統(tǒng)中，并從其伴星中剝離物質(zhì)時，就會引發(fā)爆炸。這種物質(zhì)的涌入導(dǎo)致白矮星重燃和爆炸，徹底摧毀它們。
這些超新星爆炸可能非常明亮，以至于它們比周圍星系中每顆恒星的總和還要亮。然而，由于浩瀚的太空，即使是這種不可思議的光爆發(fā)也不意味著超新星容易被發(fā)現(xiàn)。目前，機(jī)器人望遠(yuǎn)鏡掃描夜空，捕捉同一片空間的重復(fù)圖像，希望找到以前圖像中沒有的變化中的——或短暫的——物體。
“自動化軟件向人類展示了候選爆炸的列表，人類花時間驗(yàn)證候選爆炸并進(jìn)行光譜觀察，”米勒說。“我們只能通過收集其光譜——光源的散射光，揭示爆炸中存在的元素——來明確知道候選星是否真的是超新星。現(xiàn)有的機(jī)器人望遠(yuǎn)鏡可以收集光譜，但這也經(jīng)常是由人類用光譜儀操作望遠(yuǎn)鏡來完成的。”
為了潛在地消除人類在這些訴訟中的作用，米勒和他的團(tuán)隊(duì)開發(fā)了BTSbot，并用來自近16，000個來源的超過140萬張歷史圖像來訓(xùn)練AI。這些包括已確認(rèn)的超新星和其他爆炸性天文現(xiàn)象，如恒星的暫時發(fā)光、周期性變星和星系發(fā)光。
測試BTSbot
為了測試他們的新人工智能工具，研究人員開始尋找一顆新發(fā)現(xiàn)的超新星候選者，命名為SN2023tyk，據(jù)信它是一顆Ia型超新星，距離地球約7.6億光年。
這顆超新星是由Zwicky Transient Facility (ZTF)機(jī)器人望遠(yuǎn)鏡于10月3日發(fā)現(xiàn)的。在搜索ZTF數(shù)據(jù)時，BTSbot能夠在10月5日識別SN2023tyk，之后它從帕洛馬天文臺的機(jī)器人望遠(yuǎn)鏡收集了潛在的超新星光譜，該望遠(yuǎn)鏡被稱為SED機(jī)器(SEDM)。因此，通過這種自動合作，SN2023tyk被歸類為Ia型超新星。BSTbot甚至不需要其人類操作員來發(fā)布消息，因?yàn)檫@些信息是由人工智能在10月7日自動與天文學(xué)家共享的。
“模擬性能非常好，但你永遠(yuǎn)不會真正知道這如何轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)世界，直到你真正嘗試它，”西北大學(xué)研究生納比爾·雷姆圖拉(Nabeel Rehemtulla)在同一份聲明中說，他與米勒共同領(lǐng)導(dǎo)了BTSbot技術(shù)開發(fā)。
“一旦來自SEDM的觀察和自動分類傳來，”雷姆圖拉補(bǔ)充說，“我們感到如釋重負(fù)。它的美妙之處在于，一旦一切都打開并正常工作，我們實(shí)際上什么也不做。我們晚上睡覺，第二天早上，我們看到BTSbot和其他人工智能堅(jiān)定不移地做著自己的工作。” |
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