Steed的围脖 26-01-28 08:01
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天文学家正在面对一个看起来有些尴尬的问题。

他们终于拥有了前所未有清晰、稳定、持续数十年的宇宙影像,却发现自己看不过来了。

哈勃太空望远镜已经在轨运行了 35 年。这段时间里,它不断地拍摄、记录、存档,留下了一个庞大的影像宝库。单是整理好的“哈勃遗产档案”,就包含了数以千万计的图像切片。每一张都是真实宇宙的一小块。

问题在于,人类的眼睛和时间是有限的。

在传统天文学里,异常天体往往来自两种情况:一是科学家长期、细致地翻看数据,发现某个“不对劲”的目标;二是偶然撞见。可当数据量增长到以“千万”为单位时,这两种方式都变得力不从心。

于是,一个问题越来越无法回避:
如果宇宙里真的藏着罕见而重要的线索,我们该怎么在数据堆里把它们找出来?

欧洲航天局的两位研究者,大卫·奥赖恩和巴勃罗·戈麦斯,给出的答案是——先让机器帮我们“看一遍”。

他们开发了一种基于神经网络的工具,名字叫 AnomalyMatch。神经网络是一类受人脑启发的算法,擅长在大量数据中寻找模式。与其说它“理解”宇宙,不如说它善于发现“哪里跟其他地方不像”。

研究团队用哈勃遗产档案对这个系统进行训练,让它熟悉各种已知的罕见天体形态,比如引力透镜、环状星系、水母星系。然后,他们做了一件以前从未有人系统做过的事,让算法完整扫描整个哈勃档案。

接近一亿张图像切片。

完成这项工作,AnomalyMatch 只用了两天半。

结果让研究者自己都感到意外。算法标记出的“高度可疑目标”中,经过人工复核后,确认了 1300 多个真正的天体异常。其中,800 多个此前从未出现在任何科学文献中。

其中很多是正在相互拉扯、融合的星系,它们的恒星和气体被引力撕扯成奇怪的尾巴和弧线;有些是引力透镜,前景星系的引力弯曲了时空,把远处星系的光拉成环状或弧状;还有一些星系内部聚集着异常巨大的恒星团。

最引人注意的,是那一小部分“无法归类”的对象。它们不像任何已知类型,暂时只能被标记为“异常中的异常”。

这正是天文学最迷人的地方之一。新的突破,往往不是回答问题,而是发现问题。

值得注意的是,AI 在这里并没有取代科学家的判断。算法只是负责从无穷无尽的图像中,把“可能值得看一眼的地方”先挑出来。最终确认、解释、理解这些异常的,仍然是人类。

但这种分工,正在改变天文学的工作方式。

哈勃只是开始。欧几里得空间望远镜已经在绘制数十亿个星系的分布;薇拉·鲁宾天文台即将开启长达十年的巡天计划,生成超过 50 拍字节的图像数据;南希·格雷斯·罗曼太空望远镜也将在未来几年升空。

在这样的数据规模面前,人类不再是宇宙的唯一观察者,而是和算法并肩的筛选者。

人类的眼睛会疲劳,但AI不会。这双数字之眼将不知疲倦地凝视着深空,在那些被我们忽略的陈旧文档里,在那些即将传回的宏大图像中,替我们捕捉宇宙最深处的秘密。

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图源:ESA/Hubble & NASA, D. O’Ryan, P. Gómez (European Space Agency), M. Zamani (ESA/Hubble)

信源:ESAHubble官网新闻稿

发布于 韩国