Pela primeira vez na história, um sistema de Inteligência Artificial (IA) foi capaz de procurar, detetar, confirmar, classificar e anunciar a descoberta de uma supernova (um objeto celeste originado após a explosão de uma estrela) sem qualquer intervenção humana.
Para alcançar este notável feito, a IA Bright Transient Survey Bot (BTSbot), criada por cientistas da Northwestern University, teve o seu algoritmo de machine learning com mais de 1,4 milhão de imagens de quase 16.000 fontes.
Como a combinação de tecnologias detetou a supernova
Conforme a publicação da Northwestern University, entre os dados utilizados para treinar a IA estavam informações sobre supernovas, estrelas em chamas temporárias, estrelas periodicamente variáveis e galáxias em chamas.
Para detetar a supernova, o BTSbot contou com a ajuda de outras tecnologias. Em 3 de outubro, a Zwicky Transient Facility (ZTF), uma câmara robótica na Califórnia que varre o céu do norte a cada dois dias, capturou a explosão cósmica. A partir da análise dos dados da ZTF, a 5 de outubro, o BTSbot detetou a supernova recém-descoberta, denominada SN2023tyk.
O BTSbot, então, entrou automaticamente em contacto com outro instrumento robótico chamado Máquina de Distribuição de Energia Espectral (SEDM) e solicitou que este realizasse observações extensas da potencial supernova para recolher o seu espectro.
Numa etapa subsequente, depois de obter esse espectro, o SEDM enviou os dados ao SNIascore da Caltech (desenvolvido por Fremling) para classificar a supernova.
Embora tenha sido necessário o treino humano e a perícia humana para o desenvolvimento das tecnologias em si, todos os passos acima foram realizados de forma autónoma, sem intervenção dos cientistas, e com maior velocidade e precisão.
O que este avanço representa para a ciência
A descoberta da supernova em si já representa um avanço significativo. A SN2023tyk foi classificada como uma supernova do tipo Ia, uma categoria particularmente importante para os astrónomos, pois pode ser utilizada para medir a expansão do Universo.
No entanto, um dos principais conquistas foi o desenvolvimento de um sistema de tecnologias capaz de identificar uma supernova com tanta rapidez e precisão. Até agora, os métodos tradicionais de deteção dependiam de astrónomos para examinar visualmente grandes volumes de dados recolhidos por telescópios robóticos entre todas as informações captadas no céu noturno.
"A ZTF está em operação há 7 anos, e durante esse período, eu e outros passamos mais de 2.000 horas a inspecionar visualmente os candidatos e a determinar quais observar com espectroscopia. A inclusão do BTSbot no nosso fluxo de trabalho eliminará a necessidade de gastar tempo a inspecionar esses candidatos", explicou o astrónomo Christoffer Fremling, do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech).
O aumento significativo na velocidade de deteção também foi destacado pela Northwestern University, que relatou que o novo sistema possibilita a automação de todo o processo de descoberta de explosões estelares e elimina o erro humano.
"Em última análise, retirar os humanos do processo proporciona mais tempo à equipa de pesquisa para analisar as suas observações e desenvolver novas hipóteses para explicar a origem das explosões cósmicas que observamos", disse o astrónomo da Northwestern, Adam Miller, um dos principais investigadores no desenvolvimento do BTSbot.
Nabeel Rehemtulla, também da Northwestern, um astrónomo que co-liderou o desenvolvimento com Miller, destacou os benefícios da nova tecnologia para a pesquisa.
"Isso acelera significativamente os grandes estudos sobre supernovas, ajudando-nos a compreender melhor os ciclos de vida das estrelas e a origem dos elementos criados por supernovas, como carbono, ferro e ouro."
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