科學家使用AI製作了星，星系和類星體的超詳細3D地圖

2020-10-11 流芳科學

夏威夷大學馬諾阿天文學研究所（IfA）的一組天文學家通過 人工智慧神經網絡，創建了有史以來最全面的恆星，星系和類星體的天文影像目錄。馬諾阿天文學研究所（IfA）的一組天文學家在2016年發布了一個包含30億個天體，包括恆星，星系和類星體（超大質量黑洞的活躍核）。對這個龐大的資料庫進行分析，對於微不足道的人，甚至是研究生來說，都是一項不適合的任務。2016年目錄發布的主要目標是更好地表徵這些遙遠的光斑，並繪製所有三個維度的星系排列。由於機器學習的功能，Pan-STARRS團隊現在可以從待辦事項列表中檢查這些項目。他們的工作結果已經發表 皇家天文學會月刊。

夏威夷的Pan-STARRS望遠鏡 圖片：夏威夷大學

夏威夷大學發布的一份稿件表示他們的PS1望遠鏡位於夏威夷大島哈雷阿卡拉（Haleakalā）的山頂上，能夠掃描75％的天空，它目前是世界上最大的深色多色光學調查。相比之下，斯隆數字天空調查（SDSS）僅覆蓋25％的天空。為了給計算機提供一個參考框架，並教給它如何辨別物體的天體，該小組轉向了公開可用的光譜測量。研究的主要作者，IfA的前宇宙學博士後研究員羅伯特·貝克（Robert Beck）在稿件中解釋說，這些顏色和物體尺寸的度量數以百萬計。


距離為1.5至30億光年的星系的宇宙密度圖。 圖片：夏威夷大學


我們使用最先進的優化算法，利用近400萬個光源的光譜訓練集來教神經網絡預測光源類型和星系距離，同時校正由於銀河系。隨後的神經網絡在對物體進行排序時表現出色，對星系而言成功率為98.1％，對星體而言成功率為97.8％，對類星體而言成功率為96.6％。該系統還確定了到星系的距離，這些距離最多僅相差約3％。據夏威夷大學稱，由此產生的成果是世界上最大的恆星，星系和類星體三維天文影像目錄。

「這幅美麗的宇宙圖提供了一個示例，說明如何將Pan-STARRS大數據集的功能與人工智慧技術和互補性觀測相乘，」該團隊成員和研究的合著者肯尼斯·錢伯斯（Kenneth Chambers）解釋說。「隨著Pan-STARRS收集越來越多的數據，我們將使用機器學習來提取有關近地天體，太陽系，銀河系和宇宙的更多信息。」新目錄是通過國家科學基金會的資助而得以實現的，可通過Mikulski空間望遠鏡檔案庫公開獲得。該資料庫的大小為300 GB，可以通過多種格式進行訪問，包括可下載的計算機可讀表。

調查已經取得了一些有趣的科學，其中包括被稱為冷點的空間相當怪異的區域進行說明。Pan-STARRS科學家使用PS1望遠鏡以及NASA的「廣域勘測探索者」衛星，發現了巨大的超空洞-一個寬18億光年的廣闊區域，其中星系的密度比已知宇宙中的平常低得多，就像夏威夷大學五年前所描述的那樣。研究人員說，正是這種超空隙導致了冷點，正如在宇宙微波背景中所看到的那樣。更新後的地圖還將用於研究宇宙的整體幾何形狀，以進一步檢驗我們有關標準宇宙學模型的理論，並分析古代星系，以及許多其他天文學和宇宙學研究途徑。

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