لأول مرة عالميًا: نظام ذكاء اصطناعي جديد يكتشف سوبرنوفا دون مساعدة بشرية

اكتشف الذكاء الاصطناعي ولأول مرة مستعر أعظم، وأكده وصنفه وأعلن عنه دون أي تدخل بشري.

طور فريق دولي من العلماء أداة جديدة للذكاء الاصطناعي تسمى Bright Transient Survey Bot (BTSbot)، وذلك باستخدام أكثر من 1.4 مليون صورة من ما يقرب من 16000 مصدر لتدريب خوارزمية التعلم الآلي الخاصة بها.

وتفيد جامعة نورث وسترن أن النظام الجديد يسمح بأتمتة كامل لعمليات اكتشاف انفجار النجم، والتي لا تزيد الخطأ البشري فحسب بل وتزيد من السرعة بدرجة هائلة.

يقول عالم الفلك الشمالي الغربي آدم ميلر Adam Miller، أحد الباحثين البارزين في تطوير بوت BTS: «في نهاية الأمر، يتيح إبعاد البشر عن حلقة النشاط مزيدًا من الوقت لفريق الأبحاث لتحليل ملاحظاتهم ووضع فرضيات جديدة لتفسير أثر الانفجارات الكونية التي نلاحظها».

ويضيف نبيل Nabeel Rehemtulla، عالِم فلك مشارك مع ميلر في قيادة هذا التطور: «تساعد هذه الطريقة بطريقة كبيرة على إجراء دراسات كبيرة عن المستعرات العظمى، مما يساعدنا على فهم دورات حياة النجوم وأصل عناصر هذه المستعرات العظمى، مثل الكربون والحديد والذهب ».

اكتشف BTSbot المستعر الأعظم المكتشف حديثا المسمى SN2023 tyk في بيانات من مرفق زويكي العابر Zwicky Transient Facility (ZTF)، وهي كاميرا آلية في كاليفورنيا تمسح السماء الشمالية كل يومين.

ولوضع هذه الخطوة في منظورها الصحيح، صورت كاميرا ZTF الانفجار الكوني في سماء الليل في الثالث من أكتوبر/ تشرين الأول، ووجد بوت BTS المستعر الأعظم في بيانات ZTF في الخامس من أكتوبر.

بعد التواصل مع أجهزة آلية أخرى، تمكن بوت BTS من تأكيد الاكتشاف وتصنيف الحدث على أنه مستعر أعظم من النوع الأول la، وشارك التقرير علنًا في السابع من أكتوبر.

يقول العالِم الفلكي كرستوفر فريمِلنغ Christoffer Fremling من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (كالتيك): «يعمل هذا الفريق منذ ست سنوات، وقد قضيت وآخرون خلال تلك الفترة أكثر من 000, 2 ساعة نتحقق بصريًا من العناصر المرشحة ونحدد مَن نراقب بواسطة التحليل الطيفي». ويضيف: «إضافة بوت BTS إلى سير عملنا سيلغي الحاجة إلى قضاء الوقت في فحص العناصر المرشحة».

مع أن السوبرنوفا أحداث مضيئة وحيوية، إلّا أنها ليست شائعة أو سهلة الكشف. تعتمد الطرائق التقليدية للكشف عن علماء الفلك لفحص كميات كبيرة من البيانات بصريًا من التلسكوبات الآلية التي تمسح سماء الليل باستمرار بحثًا عن مصادر جديدة للضوء.

يوضح ميلر: “تقدم البرامج الآلية قائمة بالانفجارات المرشحة للبشر، الذين يقضون الوقت في التحقق من المرشحين وتنفيذ الملاحظات الطيفية”. “لا يمكننا أن نعرف بوجه قاطع إلّا أن العنصر المرشح هو حقًا مستعر أعظم من خلال جمع طيفه- ضوء المصدر المتناثر، الذي يكشف عن العناصر الموجودة في الانفجار.”.

تتطلب هذه العملية الكثير من الوقت، ويقدر أن علماء الفلك اكتشفوا فقط جزء صغير من جميع المستعرات العظمى التي تحدث في الكون. طلب بوت BTS تلقائيًا أداة آلية أخرى تسمى آلة توزيع الطاقة الطيفية (SEDM) لإجراء ملاحظات واسعة النطاق من المستعر الأعظم المحتمل من أجل جمع طيفه. بعد الحصول على هذا الطيف، أرسلته SEDM إلى SNIascore في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (الذي طوره فريملنغ) لتصنيف المستعر الأعظم.

المستعرات العظمى من النوع Ia مهمة بوجه خاص لعلماء الفلك؛ لأنه يمكن استخدامها لقياس تمدد الكون. يقول نبيل: «كان الأداء المحاكي ممتازًا، لكنك لا تعرف حقا كيف يترجم ذلك إلى العالم الحقيقي حتى تجربه فعليًا». “بمجرد أن جاءت الملاحظات من SEDM والتصنيف الآلي من SNIascore، شعرنا بموجة ضخمة من الارتياح.”.

القدرة على مسح سماء الليل للأجسام الجديدة بكفاءة وفاعلية أكبر بكثير يمكن أن تسمح باكتشاف العديد من المستعرات العظمى الجديدة. وبوسع هذا المعهد أن يحرر علماء الفلك لكي يركزوا على تفسير البيانات وتقديم رؤى قيمة عن تطور النجوم والمجرات.

يقول نبيل: «عندما يعمل كل شيء بأسلوب صحيح، لا نفعل شيئًا في الواقع». “نخلد إلى النوم في الليل، وفي الصباح، نرى أن BTSbot، وهؤلاء الآخرين يؤدون عملهم بثبات.”.