Фото. ESA/Hubble & NASA, D. O’Ryan, P. Gómez

Астрономы применили искусственный интеллект для поиска редких астрономических объектов в архиве «Хаббла» — и не просчитались: он выявил около 1400 аномальных объектов, причем более 800 из них ранее никогда не описывались в научной литературе.

Анализ почти 100 миллионов отдельных изображений занял у ИИ два с половиной дня. Его результаты опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.

Редкие и необычные объекты, такие как сталкивающиеся галактики, гравитационные линзы и кольцевые галактики, представляют огромный научный интерес. Однако находить их в непрерывно возрастающих массивах данных от телескопов вроде «Хаббла» становится все сложнее. По сути, перед астрономами встает задача отыскать космическую иголку в стоге сена размером с Вселенную.

В Европейском космическом агентстве разработали ИИ-инструмент, который позволяет проверять миллионы астрономических изображений за время, несопоставимо меньшее, чем потребовалось бы человеку. Его применили к архиву наблюдений «Хаббла».

«Архивные наблюдения космического телескопа "Хаббл" теперь охватывают 35 лет, предоставляя настоящую сокровищницу данных, в которой могут скрываться астрофизические аномалии», — говорит ведущий автор Дэвид О'Райан.

Обычно астрофизические аномалии обнаруживают, когда ученые вручную ищут объекты, выходящие за рамки обычного, — или находят их случайно. Хотя опытные специалисты отлично умеют замечать космические «странности», данных «Хаббла» попросту слишком много, чтобы просматривать их вручную с достаточной тщательностью.

Теперь этот поиск вышел на совершенно новый уровень. Нейросеть AnomalyMatch обучена искать и распознавать редкие объекты, такие как галактики-медузы и гравитационные дуги.

Анализ архива выдал 5000 объектов, после исключения дублей осталось 1339. Поскольку без человеческой оценки не обойтись, авторы лично изучили источники, которые алгоритм оценил как наиболее вероятные аномалии. Из них более 1300 действительно оказались аномалиями, и свыше 800 ранее не были задокументированы в научной литературе.

Большинство обнаруженных аномалий — это галактики в процессе слияния или взаимодействия, приобретающие причудливые формы или обзаводящиеся длинными хвостами из звезд и газа. Многие другие объекты оказались гравитационными линзами, где гравитация галактики на переднем плане искривляет пространство-время и «заворачивает» свет от далекой фоновой галактики в кольцо или дугу. Команда также обнаружила примеры нескольких других редких объектов: галактик с огромными сгустками звезд, галактик-медуз с газовыми «щупальцами», а также протопланетных дисков, видимых с ребра, что придает им вид гамбургера или бабочки. Наконец, несколько десятков объектов вообще не поддались классификации.

«Это блестящий пример использования ИИ для максимизации научной отдачи от архива "Хаббла". Обнаружить так много аномальных объектов в данных, которые, казалось бы, изучены вдоль и поперек, — отличный результат. Это также показывает, насколько полезным окажется этот инструмент для работы с другими крупными наборами данных», — резюмировал соавтор исследования Пабло Гомес.