Image credit: Legacy Surveys / D. Lang (Perimeter Institute) for Legacy Surveys layers and unWISE / NASA/JPL-Caltech / D. Lang (Perimeter Institute)
宇宙にひらめく壮大な花火である超新星の捜索は、いずれAIが全て担ってくれる未来が来るかもしれない。
このほど、ノースウェスタン大学をはじめとする研究グループが開発したAIによって、新しい超新星「SN2023tyk」が発見された。
驚いたことに、「Bright Transient Survey Bot（BTSbot）」と呼ばれるそのAIは、ただ新たな超新生を発見しただけでなく、その検証・分類・発表まですべて一人で行っている。この間、人間はまったく関わっていない。
これまで超新星探しは人間が膨大な時間を費やして行ってきた。だが、こうしたAIの登場によって、人間は根気のいる作業から解放され、より重要な宇宙の秘密の解明に没頭できるようになると期待されている。
【画像】 これまでの超新星発見作業は人間と機械の共同作業だった
星空の撮影自体は、機械によって行われる。自動操縦の望遠鏡が空の同じ部分を何度も撮影し、突然出現した天体がないかどうか探す。
それらしいものが見つかったら、今度は人間の出番だ。
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それが本当に超新星かどうかは、光のスペクトルを分析してみなければわからない。
そこで天文学者が分光器を備えた望遠鏡をのぞき込みながら、そこに超新星爆発ならではの光の指紋があるかどうか確かめるのだ。
すべてAIのみで実行される超新星探し
米国ノースウェスタン大学などの研究チームが開発した「Bright Transient Survey Bot（BTSbot）」は、こうした人力作業を省くためのAIシステムだ。
すでに確認された超新星、一時的に大きく輝いている星、明るさが周期的に変化する星、あるいは輝く銀河…こうした1万6000個のさまざまな天体を映した140万枚以上の画像を教材に、超新星を探すためにトレーニングされている。
Machine Learning Tools Automatically Classify 1,000 Supernovae
AIだけで超新星発見から確認、分類、発表まで
BTSbotの性能は、今回新しい超新生「SN2023tyk」を見事に発見したことで証明されている。
［もっと知りたい！→］これまでの常識を覆す激しさ。超新星爆発の瞬間をリアルタイムで観測することに成功
カリフォルニア州パロマー天文台で自動操作されている「ツビッキー掃天観測施設（ZTF）」がそれをとらえたのは、10月3日のことだ。BTSbotは、その観測データをリアルタイムで精査しており、10月5日に超新星らしきものを発見した。
BTSbotがパロマー天文台にそのスペクトルを要求すると、今度はまた別の自動望遠鏡（SED Machine）が観測に乗り出し、そのスペクトルが詳しく分析された。
さらにSED Machineは、この超新生の種類を見極めるために、そのデータをカリフォルニア工科大学にあるもう一つのAI「SNIascore」に送信。
その分析によって、新しい超新星が「Ia型超新星」…つまり白色矮星の爆発によって生じたものであると確認され、その結果が10月7日に公表された。
右の画像に超新星「SN2023tyk」が映っている。 左の画像と比べると、中央の光に重なるようにもう一つの光が出現していることがわかる / image credit: Legacy Surveys / D. Lang (Perimeter Institute) for Legacy Surveys layers and unWISE / NASA/JPL-Caltech / D. Lang (Perimeter Institute)
研究者は他の研究に没頭できる
こうしたAIの成功によって、超新星の捜索は完全に機械に取って代わられるようになるかもしれない。
だが、それは決して悪いことではない。例えば、ZTFはこれまで6年ほど星空を眺めてきたが、そこで発見された候補が本当に超新星なのかどうか確かめるために、人間の天文学者たちは2200時間以上も費やしてきた。
BTSbotのようなAIは、こうした根気のいる作業から人間の天文学者を解放し、また別の研究に没頭できるようにしてくれる。
この研究を率いたノースウェスタン大学のアダム・ミラー氏は、「史上初めて、機械とAIアルゴリズムが、超新星の観測や特定から、別の望遠鏡とのやり取りを通じて最終的に超新星と確定するところまで、すべてを行いました」と語る。
AIがさらに改良されれば、超新星のもっと細かい種類まで分類することも可能になるという。
「いずれ人間はルーチン作業から外れ、観測結果の分析にのみ集中し、超新星の起源を説明する新しい仮説に思考を巡らせられるようになるでしょう」
ミラー氏と共同で技術開発を主導したノースウェスタン大学のナビール・レヘムトゥラ氏は、「超新星の研究がグッと効率化され、星のライフサイクルや、炭素・鉄・金のような超新星によって作られる元素の起源にもっと迫れるようになります」と語っている。
追記（2023/10/18）本文、タイトルのおかしい部分を訂正して再送します。
References:First supernova detected, confirmed, classified and shared by AI - Northwestern Now / First supernova detected, confirmed, classified and shared by AI / written by hiroching / edited by / parumo
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