Por primera vez, inteligencia artificial (AI) ha buscado, detectado, confirmado, clasificado y anunciado el descubrimiento de una supernova sin ninguna intervención humana.
Un equipo internacional de científicos desarrolló una nueva herramienta de inteligencia artificial llamada Bright Transient Survey Bot (BTSbot), utilizando más de 1,4 millones de imágenes de casi 16.000 fuentes para entrenar su algoritmo de aprendizaje automático.
La Universidad Northwestern informa que el nuevo sistema permite la automatización de todo explosión de estrella proceso de descubrimiento, que no sólo elimina el error humano sino que también aumenta drásticamente la velocidad.
“En última instancia, sacar a los humanos del circuito proporciona más tiempo al equipo de investigación para analizar sus observaciones y desarrollar nuevas hipótesis para explicar el origen de las explosiones cósmicas que observamos”. dice El astrónomo del noroeste Adam Miller, uno de los investigadores principales en el desarrollo de BTSbot.
“Esto agiliza significativamente los grandes estudios de supernovas”, agrega Nabeel Rehemtulla, de Northwestern, un astrónomo que codirigió el desarrollo con Miller, “ayudándonos a comprender mejor los ciclos de vida de las estrellas y el origen de los elementos que crean las supernovas, como el carbono, el hierro y el oro”.
BTSbot detectó la supernova recién descubierta llamada SN2023tyk en datos de la instalación transitoria de Zwicky (ZTF), una cámara robótica en California que escanea el cielo del norte cada dos días.
Para poner el ritmo en perspectiva, ZTF tomó imágenes de la explosión cósmica en el cielo nocturno el 3 de octubre, y BTSbot encontró la supernova en los datos de ZTF el 5 de octubre. Al comunicarse con otros instrumentos robóticos, BTSbot pudo confirmar el descubrimiento y clasificar la evento como un Supernova tipo Iacompartiendo públicamente el informe el 7 de octubre.
“La ZTF ha estado funcionando durante los últimos seis años y, durante ese tiempo, yo y otros hemos pasado más de 2.000 horas inspeccionando visualmente candidatos y determinando cuáles observar con espectroscopia”. dice el astrónomo Christoffer Fremling del Instituto de Tecnología de California (Caltech).
“Agregar BTSbot a nuestro flujo de trabajo eliminará la necesidad de dedicar tiempo a inspeccionar a estos candidatos”.
Aunque las supernovas son brillantes y eventos energéticos, no son tan comunes ni fáciles de detectar. Los métodos tradicionales de detección dependen de que los astrónomos inspeccionen visualmente grandes volúmenes de datos desde telescopios robóticos que escanean continuamente el cielo nocturno en busca de nuevas fuentes de luz.
“El software automatizado presenta una lista de explosiones candidatas a los humanos, quienes dedican tiempo a verificar las candidatas y ejecutar observaciones espectroscópicas”, Miller explica.
“Sólo podemos saber definitivamente que una candidata es verdaderamente una supernova recopilando su espectro: la luz dispersa de la fuente, que revela los elementos presentes en la explosión”.
Este es un proceso que requiere mucho tiempo y se estima que los astrónomos sólo han descubierto una pequeña fracción de todas las supernovas que ocurren en el Universo.
BTSbot preguntó automáticamente a otro instrumento robótico llamado Máquina de Distribución de Energía Espectral (SEDM) para realizar observaciones exhaustivas de la supernova potencial con el fin de recopilar su espectro. Luego de obtener este espectro, SEDM lo envió a Caltech puntuación SNI (desarrollado por Fremling) para clasificar la supernova.
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Las supernovas de tipo Ia son particularmente importantes a los astrónomos porque pueden usarse para medir la expansión del universo.
“El rendimiento simulado fue excelente, pero nunca sabes realmente cómo se traduce eso en el mundo real hasta que lo pruebas”. dice Rehemtulla. “Una vez que llegaron las observaciones de SEDM y la clasificación automatizada de SNIascore, sentimos una gran ola de alivio”.
La habilidad para escanear el cielo nocturno La búsqueda de nuevos objetos de manera mucho más eficiente y efectiva podría permitir el descubrimiento de muchas supernovas nuevas. BTSbot podría liberar a los astrónomos para centrarse en interpretando los datos y proporcionar información valiosa sobre la evolución de estrellas y galaxias.
“Una vez que todo está encendido y funcionando correctamente, en realidad no hacemos nada”. dice Rehemtulla. “Nos vamos a dormir por la noche y, por la mañana, vemos que BTSbot y estas otras IA hacen su trabajo sin vacilar”.