Pela primeira vez, a inteligência artificial (IA) procurou, detectou, confirmou, classificou e anunciou a descoberta de uma supernova sem qualquer intervenção humana.
Uma equipe internacional de cientistas desenvolveu uma nova ferramenta de IA chamada Bright Transient Survey Bot (BTSbot), usando mais de 1,4 milhão de imagens de quase 16.000 fontes para treinar seu algoritmo de aprendizado de máquina.
A Northwestern University relata que o novo sistema permite a automação de todo o processo de descoberta de explosões estelares, o que não apenas elimina o erro humano, mas também aumenta drasticamente a velocidade.
“Em última análise, remover os humanos do circuito proporciona mais tempo para a equipe de pesquisa analisar suas observações e desenvolver novas hipóteses para explicar a origem das explosões cósmicas que observamos”, diz o astrônomo da Northwestern Adam Miller, um dos principais pesquisadores no desenvolvimento do BTSbot.
“Isso agiliza significativamente os grandes estudos de supernovas”, acrescenta Nabeel Rehemtulla da Northwestern, um astrônomo que co-liderou o desenvolvimento com Miller, “ajudando-nos a entender melhor os ciclos de vida das estrelas e a origem dos elementos criados pelas supernovas, como carbono, ferro e ouro.”
O BTSbot detectou a supernova recém-descoberta chamada SN2023tyk em dados da Zwicky Transient Facility (ZTF), uma câmera robótica na Califórnia que varre o céu do norte a cada dois dias.
Para colocar o ritmo em perspectiva, a ZTF fotografou a explosão cósmica no céu noturno em 3 de outubro, e o BTSbot encontrou a supernova nos dados da ZTF em 5 de outubro, compartilhando publicamente o relatório em 7 de outubro.
“A ZTF está operando há seis anos e, durante esse tempo, eu e outros passamos mais de 2.000 horas inspecionando visualmente os candidatos e determinando quais observar com espectroscopia”, diz o astrônomo Christoffer Fremling, do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech).
“Adicionar o BTSbot ao nosso fluxo de trabalho eliminará a necessidade de gastarmos tempo inspecionando esses candidatos.”
Embora as supernovas sejam eventos brilhantes e energéticos, elas não são tão comuns ou simples de detectar. Os métodos tradicionais de detecção dependem de astrônomos para inspecionar visualmente grandes volumes de dados de telescópios robóticos que examinam continuamente o céu noturno em busca de novas fontes de luz.
“O software automatizado apresenta uma lista de possíveis explosões aos humanos, que passam tempo verificando os candidatos e executando observações espectroscópicas”, explica Miller.
“Só podemos saber definitivamente que uma candidata é verdadeiramente uma supernova através da recolha do seu espectro – a luz dispersa da fonte, que revela elementos presentes na explosão.”
Este é um processo demorado e estima-se que os astrónomos descobriram apenas uma pequena fração de todas as supernovas que ocorrem no Universo.
O BTSbot solicitou automaticamente outro instrumento robótico chamado Spectral Energy Distribution Machine (SEDM) para conduzir extensas observações da supernova potencial, a fim de coletar seu espectro. Após obter esse espectro, o SEDM o enviou ao SNIascore da Caltech (desenvolvido por Fremling) para classificar a supernova.
As supernovas do tipo Ia são particularmente importantes para os astrônomos porque podem ser usadas para medir a expansão do Universo.
“O desempenho simulado foi excelente, mas você nunca sabe como isso se traduz no mundo real até realmente experimentá-lo”, diz Rehemtulla. “Assim que as observações do SEDM e a classificação automatizada chegaram do SNIascore, sentimos uma enorme onda de alívio.”
A capacidade de examinar o céu noturno em busca de novos objetos com muito mais eficiência e eficácia poderia permitir a descoberta de muitas novas supernovas. O BTSbot poderia liberar os astrônomos para se concentrarem na interpretação dos dados e no fornecimento de informações valiosas sobre a evolução de estrelas e galáxias.
“Depois que tudo estiver ligado e funcionando corretamente, não faremos mais nada”, diz Rehemtulla. “Vamos dormir à noite e, de manhã, vemos o BTSbot e essas outras IAs fazendo seu trabalho inabalavelmente.”
Traduzido por Mateus Lynniker de ScienceAlert
