Создан крупнейший в мире 3D-каталог галактик

Американские астрономы создали самый полный каталог трехмерных астрономических изображений звезд, галактик и квазаров PS1-STRM, охватывающий три четверти неба. Об этом сообщается на сайте Гавайского университета. Сам каталог находится в открытом доступе.

Ученые из Института астрономии Гавайского университета (IfA) использовали данные системы телескопов панорамного обзора и быстрого реагирования Pan-STARRS (Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System), расположенной на вершине вулкана Мауна-Кеа на острове Гавайи. Этой системе доступно три четверти всего неба, или 30 тысяч квадратных градусов.

Применив к анализу данных новые вычислительные инструменты, астрономы расшифровали, какие из трех миллиардов объектов, зафиксированных Pan-STARR, являются звездами, а какие — галактиками или квазарами. Для галактик программа также рассчитала расстояния до них. В результате авторы получили крупнейший в мире многоцветный оптический трехмерный каталог размером около 300 гигабайт.

Астрономы взяли общедоступные спектроскопические измерения, которые дают точную классификацию объектов и расстояния, и передали их в алгоритм искусственного интеллекта — машинного обучения с «нейронной сетью прямого распространения».

Этот подход позволил достичь общей точности классификации 98,1 процента для галактик, 97,8 — для звезд и 96,6 — для квазаров. Погрешность оценки расстояний до галактик не превышает трех процентов. Авторы отмечают, что без участия искусственного интеллекта было бы невозможно определить ключевые параметры объектов только по их цвету и размеру.

«Используя алгоритм оптимизации, мы задействовали спектроскопический обучающий набор из почти четырех миллионов источников света, чтобы научить нейронную сеть предсказывать типы источников и расстояния до галактик, параллельно исправляя фактор ослабления пылью Млечного пути», — приводятся в пресс-релизе университета слова ведущего автора исследования Роберта Бека (Robert Beck).

До сих пор самой большой картой Вселенной был Слоановский цифровой небесный обзор (SDSS), охватывающий только одну треть неба. В новом каталоге вдвое увеличена площадь обследований, а также уточнены многие данные. Он также включает ряд интересных объектов, пропущенных в обзоре SDSS.

«Уже, предварительная версия этого каталога, охватывающая гораздо меньшую площадь, способствовала открытию самой большой пустоты во Вселенной, объясняющей образование так называемого Холодного пятна. Уверен, что новый, более точный и полный каталог станет отправной точкой для многих будущих открытий», — отмечает еще один автор исследования Иштван Сапуди (István Szapudi).

«Эта красивая карта Вселенной — один из примеров того, как мощь набора больших данных Pan-STARRS может быть умножена на методы искусственного интеллекта, — говорит директор системы Pan-STARRS Кен Чемберс (Ken Chambers). — По мере того как Pan-STARRS будет собирать новые данные, мы будем использовать машинное обучение для извлечения еще большей информации о Солнечной системе, нашей Галактике и Вселенной».

PS1-STRM — это каталог фотометрических красных смещений, созданный на основе обзора PanSTARRS1 (PS1) 3π DR1. Всего в каталоге собраны 2 902 054 648 объектов, а также приведены их основные параметры.