AI นักล่าซุปเปอร์โนวา

 กระบวนการอัตโนมัติครบวงจร ซึ่งมีปัญญาประดิษฐ์ชนิดใหม่เอี่ยม ประสบความสำเร็จในการตรวจจับ, ระบุและจำแนกซุปเปอร์โนวาเหตุการณ์แรกของมันได้

ระบบซึ่งพัฒนาโดยกลุ่มความร่วมมือนานาชาติที่นำโดยมหาวิทยาลัยนอร์ธ

เวสเทิร์น ระบบใหม่จะทำการสำรวจหาซุปเปอร์โนวาใหม่ทั่วท้องฟ้าแบบอัตโนมัติ ซึ่งตัดการใช้คนจากกระบวนการไปทั้งหมด ไม่เพียงแต่เพิ่มความเร็วในกระบวนการวิเคราะห์และจำแนกว่าที่ซุปเปอร์โนวาใหม่ให้เร็วขึ้น ยังเอาชนะความผิดพลาดส่วนบุคคลได้ด้วย

ทีมนานาชาติได้แจ้งประชาคมดาราศาสตร์เกี่ยวกับการใช้และความสำเร็จจากเครื่องมือชิ้นใหม่ซึ่งเรียกว่า BTSbot(Bright Transient Survey Bot) ในช่วงหกปีที่ผ่านมา มนุษย์ใช้เวลาราว 2200 ชั่วโมงเพื่อตรวจสอบและจำแนกว่าที่ซุปเปอร์โนวาด้วยสายตา เมื่อมีเครื่องมือชิ้นใหม่เริ่มออนไลน์อย่างเป็นทางการ นักวิจัยก็จะใช้เวลาที่มีค่านี้ไปทำอย่างอื่นแทน

เป็นครั้งแรกเลยที่ใช้หุ่นยนต์และอัลกอริทึมปัญญาประดิษฐ์ชุดหนึ่งเพื่อสำรวจ จากนั้นก็จำแนก จากนั้นก็สื่อสารกับกล้องโทรทรรศน์อื่นเพื่อให้ยืนยันการค้นพบซุปเปอร์โนวาได้ในที่สุด Adam Miller จากมหาวิทยาลัยนอร์ธเวสเทิร์นในอิลลินอยส์ ซึ่งนำการวิจัยนี้ กล่าว

ภาพห้วงลึกกาแลคซีต้นสังกัดซุปเปอร์โนวา

นี่เป็นก้าวที่สำคัญสู่การช่วยปรับแบบจำลองที่จะช่วยให้หุ่นยนต์ได้แยกแยะการระเบิดของดาวกลุ่มย่อยที่จำเพาะได้ สุดท้ายแล้ว จะขจัดคนออกจากวงจรนี้ เพื่อให้ทีมวิจัยใช้เวลาในการวิเคราะห์การสำรวจและพัฒนาสมมุติฐานใหม่เพื่ออธิบายกำเนิดการระเบิดที่เราสำรวจพบได้

เราบรรลุถึงการตรวจจับ, ระบุและจำแนกซุปเปอร์โนวาแบบอัตโนมัติครบวงจรได้เป็นครั้งแรกของโลก Nabeel Rehemtulla ซึ่งเป็นผู้นำร่วมทีมพัฒนาเทคโนโลจีกับ Miller กล่าว

เพื่อตรวจจับและวิเคราะห์ซุปเปอร์โนวา มนุษย์ต้องทำงานประสานกับระบบหุ่นยนต์ ตอนแรก กล้องโทรทรรศน์หุ่นยนต์จะถ่ายภาพท้องฟ้าส่วนเดิมๆ ซ้ำแล้วซ้ำอีก เพื่อสำรวจหาแหล่งแสงใหม่ซึ่งไม่ปรากฏในภาพก่อนหน้านั้น จากนั้นเมื่อกล้องได้พบแหล่งใหม่ มนุษย์ก็จะมารับช่วงต่อ ซอฟท์แวร์อัตโนมัติจะส่งบัญชีรายชื่อว่าที่ซุปเปอร์โนวาให้กับมนุษย์ซึ่งจะใช้เวลาในการตรวจสอบและสำรวจสเปคตรัม Miller กล่าว

เราจะบอกได้ว่าว่าที่นั้นเป็นซุปเปอร์โนวาก็ต่อเมื่อเก็บสเปคตรัมซึ่งจะเผยธาตุที่มีในการระเบิดได้ ซึ่งก็มีกล้องหุ่นยนต์ที่สามารถเก็บสเปคตรัมอยู่แล้ว แต่มักจะใช้คนเพื่อจัดการกล้องโทรทรรศน์ที่มีสเปคโตรกราฟพ่วงอยู่

นักวิจัยได้พัฒนา BTSbot เพื่อตัดคนกลางที่เป็นมนุษย์ออกไป เพื่อพัฒนาเอไอ Rehemtulla จึงฝึกอัลกอริทึมเครื่องกลให้เรียนรู้โดยใช้ภาพเก่ามากกว่า 1.4 ล้านภาพจากแหล่งเกือบ 16000 แห่ง ซึ่งมีทั้งซุปเปอร์โนวาที่ยืนยันแล้ว, ดาวฤกษ์ที่เกิดการลุกจ้าชั่วคราว, ดาวแปรแสงเป็นคาบเวลา และกาแลคซีที่ลุกจ้าขึ้นมา

ภาพกาแลคซีก่อน(ซ้าย) และหลังเกิดซุปเปอร์โนวา 2023tyk ด้านซ้ายบนของภาพขวา ดูเหมือนมีรอยปูดออกมา และเอียงไป เป็นตำแหน่งที่เกิดการระเบิด

ZTF(Zwicky Transient Facility) ดำเนินงานมาแล้วหกปี และในระหว่างนี้ ผมกับคนอื่นๆ ก็ใช้เวลามากกว่า 2000 ชั่วโมงเพื่อดูว่าที่และตรวจสอบว่าอันไหนที่ควรจะสำรวจสเปคตรัมต่อไป Christoffer Fremling นักดาราศาสตร์ที่สถาบันเทคโนโลจีแห่งคาลิฟอร์เนีย(Caltech) ซึ่งพัฒนาเอไออีกชนิดที่เรียกว่า SNIascope และช่วยในการพัฒนา BTSbot กล่าว การเพิ่ม BTSbot ให้กับงานของเราจะช่วยตัดการใช้เราเพื่อใช้เวลาตรวจสอบว่าที่เหล่านี้

เพื่อทดสอบ BTSbot นักวิจัยได้พิจารณาว่าที่ซุปเปอร์โนวาที่เพิ่งค้นพบใหม่ SN2023tyk ZTF ซึ่งเป็นหอสังเกตการณ์หุ่นยนต์ที่ถ่ายภาพท้องฟ้าซีกโลกเหนือทุกๆ สองวันเพื่อสำรวจหาซุปเปอร์โนวา เป็นกลุ่มแรกที่ตรวจจับแหล่งนี้ได้ในวันที่ 3 ตุลาคม เมื่อตรวจสอบข้อมูลจาก ZTF ตามเวลาจริง BTSbot ก็พบ SN2023tyk ในวันที่ 5 ตุลาคม

หลังจากนั้น BTSbot ก็ส่งคำขอเก็บสเปคตรัมว่าที่ซุปเปอร์โนวาโดยอัตโนมัติไปที่หอสังเกตการณ์พาโลมาร์ ซึ่งมีกล้องหุ่นยนต์ SEDM(Spectral Energy Distribution Machine) ทำการตรวจสอบในเชิงลึกเพื่อเก็บสเปคตรัมแหล่ง จากนั้น SEDM ก็ส่งสเปคตรัมไปที่ SNIascore ที่คาลเทค เพื่อตรวจสอบชนิดของซุปเปอร์โนวา ว่าเป็นการระเบิดเทอร์โมนิวเคลียร์ของดาวแคระขาว หรือเป็นการยุบตัวของแกนกลางดาวมวลสูง

ภาพจากศิลปินแสดงระบบดาวคู่ที่เกิดซุปเปอร์โนวาชนิดหนึ่งเอ

หลังจากตรวจพบว่าว่าที่ซุปเปอร์โนวานั้นเป็นชนิดหนึ่งเอ(Type Ia supernova; การระเบิดจากดาวแคระขาวในระบบดาวคู่) ระบบอัตโนมัติก็เผยแพร่การค้นพบนี้ให้กับประชาคมดาราศาสตร์ในวันที่ 7 ตุลาคม

ในช่วงวันแรกๆ ที่เดินเครื่อง BTSbot Rehemtulla ทั้งตื่นเต้นทั้งเครียด การจำลองการทำงานเป็นไปอย่างดีเยี่ยม แต่คุณจะไม่รู้เลยว่าในโลกแห่งความจริงจะเป็นยังไงจนกว่าจะได้ลองของจริง เขากล่าว เมื่อการสำรวจจาก SEDM และการจำแนกอัตโนมัติจาก SNIascope มาถึง เราก็โล่งใจอย่างมาก ความสวยงามของมันก็คือเมื่อทุกๆ อย่างถูกปรับแต่งและทำงานอย่างดีเยี่ยมสมบูรณ์แล้ว เราก็ไม่ได้ทำอะไรเลย เราก็ไปเข้านอนแล้วตอนเช้าก็ได้เห็นว่า BTSbot และเอไออื่นๆ ก็ทำงานของพวกมันอย่างไม่หยุดไม่หย่อน

BTSbot ซึ่งนำโดยมหาวิทยาลัยนอร์ธเวสเทิร์น ยังรวมนักดาราศาสตร์จากคาลเทค, มหาวิทยาลัยมินเนโซตา, มหาวิทยาลัยลิเวอร์พูล จอห์น มัวร์ส ในอังกฤษ และมหาวิทยาลัยสตอกโฮล์ม ในสวีเดน

แหล่งข่าว phys.org : first supernova detected, confirmed, classified and shared by AI

                space.com : AI just spotted its 1st supernova. Could it replace human explosion hunters?