Önkéntesekkel és mesterséges intelligenciával 430 000 galaxis osztályozásáért

1867

Önkéntesek és hivatásos csillagászok egy csoportja összegyűlt, hogy közös erővel, a mesterséges intelligencia adta lehetőségeket kihasználva megvizsgáljon 430 000 új, a Világegyetem különböző pontjain elszórtan található, egyelőre ismeretlen típusú galaxist. Különlegesen érdekes, hogy a tanulmányozott galaxisok közül mintegy 30 000 a morfológiáját tekintve legritkábbnak számító gyűrűs galaxisok csoportjába tartozik.

Ezek a felfedezések a Japánban meghirdetett „GALAXY CRUISE” elnevezésű projekt első eredményei. A projektben közel 10 000 önkéntes vett részt, akiknek az volt a feladatuk, hogy végigpásztázzák a Subaru-távcső képeit, és ezzel létrehozzanak egy tanítómintát a végső osztályozást elvégző mesterséges intelligencia számára.

A Subaru-távcső az optikai és az infravörös tartományban működik, tükörátmérője 8,2 méter, helyileg pedig a Hawaii-szigetek egy inaktív vulkánjának, a Mauna Keának a csúcsán található. Ez a híres távcső rengeteg adatot gyűjt, amelynek igen időigényes feldolgozásához a hivatásos csillagászoknak segítő kezekre van szüksége. A „GALAXY CRUISE” projektet, amelyhez végül 10 000 önkéntes csatlakozott, az adatfeldolgozáshoz szükséges emberi erőforrás megteremtéséért hirdették meg. További segítő kézként jelent meg a projektben a mesterséges intelligencia (artificial intelligence, AI) is.

Részlet a Subaru-távcső adataiból létrehozott galaxiskatalógusból. (A kép forrása: Shimakawa/ Tanaka/ Ito/ Ando/Publications of the Astronomical Society of Japan (2024).)


„Bár a mesterséges intelligencia egy óra alatt 700 000 galaxist tud osztályozni, több mint kétéves munkánk során elengedhetetlenül szükség volt a GALAXY CRUISE projekt önkénteseire is a tanítóminta elkészítésében.” – nyilatkozott a kutatást vezető Rhythm Shimakawa. – „Szeretnénk köszönetet mondani minden önkéntesnek, akik részt vettek a projektben, és reméljük, a jövőben is tudunk majd együtt dolgozni.”

Vadászat gyűrűs galaxisokra

Sokféle, különböző méretű és alakú galaxis létezik, s gyakran a morfológia segít bennünket az adott galaxis fejlődéstörténetének megismerésében. A mi galaxisunk, a Tejútrendszer alakját tekintve a spirálgalaxisok népes csoportját gazdagítja, amely típus jellegzetes alakjáról kapta nevét. A spirálgalaxisokban a fényes, csillagokat, port és gázt tartalmazó központi dudorból hosszú, spirál formájú karok nyúlnak ki, innen is ered elnevezésük. Jelenlegi ismereteink alapján ez a leggyakoribb galaxistípus az Univerzumban: a galaxisok háromnegyed része ebbe a csoportba tartozik. A spirálgalaxisoknál jóval ritkábbak az úgynevezett gyűrűs galaxisok, amelyek az ismert galaxispopuláció 1–3%-át, más becslések szerint pedig csupán egy ezrelékét adják.

A gyűrűs galaxisok szintén jellegzetes alakjukról kapták nevüket: idős, vörös csillagokból álló központi régiójukat egy fiatal, kék csillagok alkotta, látványos gyűrűalakzat öleli körül. Az első gyűrűs galaxist, amelyet ma „Hoag galaxisa” néven ismerünk, az 1950-es években fedezték fel.

Hoag galaxisa, az elsőként felfedezett gyűrűs galaxis. (A kép forrása: NASA/ESA, Processing: Benoit Blanco)



A galaxisok alak szerinti osztályozásához Shimakawa csoportja a mesterséges intelligenciát hívta segítségül, azonban ahhoz, hogy a mesterséges intelligencia egy szempillantás alatt galaxisok százait tudja besorolni a megfelelő típusba, szükséges, hogy megismerkedjen az emberek által készített katalógusokkal, illetve osztályozási módszerekkel. Éppen ezért szükség volt egy kb. 20000 galaxis osztályozását tartalmazó tanítókatalógus létrehozására, mielőtt a mesterséges intelligenciát rászabadították a Subaru-távcső 700 000 galaxis adatait tartalmazó mintájára. A tanítóminta létrehozása azonban emberi kezekre várt: ennek elkészítését tűzték ki a 10 000 önkéntes feladatául!

Végül a mesterséges intelligencia a Subaru-távcső katalógusának 400 000 galaxisát a spirálgalaxisok közé sorolta, és 30 000 elem került a gyűrűs galaxisok osztályába. Ezzel végre megfelelő méretűre nőtt a legritkább típusú galaxisok mintája ahhoz, hogy vizsgálatával a kutatók közelebb kerüljenek a gyűrűs galaxisokat létrehozó folyamatok mélyebb megismeréséhez.

A kutatócsoport azt is kimutatta, hogy a gyűrűs galaxisok bizonyos fizikai tulajdonságaik alapján átmenetet képeznek a spirálgalaxisok és a kevésbé jellegzetes alakú elliptikus galaxisok között. A jelenlegi nézetek szerint a gyűrűs galaxisok két spirálgalaxis összeolvadásával jönnek létre, amely folyamat során a spirális szerkezet megszűnik létezni. Ez összhangban van azzal a nemrégiben kialakított elmélettel, miszerint a gyűrű alakú struktúrát egy speciális típusú ütközés hozza létre, mégpedig oly módon, hogy az egyik galaxis frontálisan a másiknak ütközik.

A kutatócsoport amellett, hogy hozzájárult a gyűrűs galaxisokat létrehozó folyamatok megértéséhez, megmutatta azt is, hogy miként járulhat hozzá a mesterséges intelligencia a rengeteg adatot tartalmazó csillagászati katalógusok elemzéséhez. Az itt leírt eredményekről készített szakcikk a Publications of the Astronomical Society of Japan nevű folyóiratban jelent meg.

A cikk forrása: https://www.space.com/citizen-scientists-artificial-intelligence-galaxy-discovery


Hozzászólás

hozzászólás