O universo está repleto de inúmeros objetos astrofísicos, cada um diferente do anterior. Mas mesmo em meio a essa vasta diversidade, alguns se destacam como verdadeiramente bizarros.
Dois astrônomos descobriram recentemente centenas desses esquisitos cósmicos enterrados em dados de arquivo do Telescópio Espacial Hubble. Esses objetos esperaram anos para que os pesquisadores catalogassem e investigassem suas características incomuns e, graças à IA, finalmente o fizeram.
“As observações de arquivo do Telescópio Espacial Hubble abrangem agora 35 anos, oferecendo um rico conjunto de dados nos quais anomalias astrofísicas podem estar escondidas”, disse David O’Ryan, pesquisador da Agência Espacial Europeia (ESA) e principal autor do estudo publicado em Astronomia e Astrofísica, disse em um comunicado da agência.
O’Ryan e o seu colega, o cientista de dados da ESA Pablo Gómez, criaram uma ferramenta de análise de dados assistida por IA chamada AnomalyMatch e usaram-na para procurar objetos astronómicos raros no Hubble Legacy Archive. Foram necessários apenas dois dias e meio para examinar quase 100 milhões de recortes de imagens e identificar cerca de 1.400 objetos anômalos, 800 dos quais eram até então desconhecidos pela ciência.
“Esta é uma demonstração poderosa de como a IA pode melhorar o retorno científico de conjuntos de dados de arquivo”, Gómez disse em um comunicado da NASA. “A descoberta de tantas anomalias anteriormente não documentadas nos dados do Hubble sublinha o potencial da ferramenta para pesquisas futuras.”
Mineração O vasto arquivo do Hubble
O Hubble passou mais de três décadas pesquisando continuamente o cosmos. Até o momento, o telescópio feito mais de 1,7 milhões de observações, construindo uma mina de dados que expandiu significativamente a nossa compreensão do universo.
No entanto, vasculhar esta montanha de dados para encontrar objetos raros e anómalos, tais como galáxias em colisão, lentes gravitacionais e galáxias em anel, é uma tarefa onerosa para os astrónomos. Gómez e O’Ryan desenvolveram o AnomalyMatch para fazer o trabalho pesado para eles.
Sua ferramenta de IA é uma rede neural – um modelo de aprendizado de máquina projetado para imitar a maneira como o cérebro humano processa dados e reconhece padrões. O AnomalyMatch é treinado para farejar objetos cósmicos que parecem incomuns, compilando uma lista de alvos que astrônomos como O’Ryan e Gómez podem examinar mais de perto para confirmar e classificar.
Uma riqueza de esquisitos
Dos cerca de 800 excêntricos que o AnomalyMatch e os seus criadores identificaram, a maioria eram galáxias que se fundiam ativamente ou interagiam com outras galáxias, transformando-as em formas invulgares ou dando-lhes caudas de estrelas e gás.
Eles também encontraram muitas lentes gravitacionais – corpos celestes massivos que curvam o espaço-tempo e distorcem a luz ao seu redor, agindo como lentes naturais – e outros objetos raros, como galáxias com enormes aglomerados de estrelas, galáxias de águas-vivas com “tentáculos” gasosos e discos de formação de planetas que lembram hambúrgueres ou borboletas quando vistos de lado.
O mais intrigante foram várias dezenas de objetos que desafiavam totalmente a classificação, apresentando novas oportunidades para investigar estruturas cósmicas nunca antes vistas.
As descobertas mostram que redes neurais como o AnomalyMatch podem maximizar o valor de arquivos de dados como o do Hubble. Gómez e O’Ryan esperam que a sua ferramenta também desbloqueie novas descobertas de conjuntos de dados futuros, incluindo a do telescópio espacial Euclid da ESA e da Fundação Nacional de Ciência e do Observatório Vera C. Rubin do Departamento de Energia dos EUA.
Estas pesquisas de próxima geração produzirão um dilúvio de dados, e a análise desses dados exigirá técnicas de próxima geração. Vasculhar o cosmos com a IA poderia abrir a porta para um mundo totalmente novo de descobertas científicas.
