Искусственный интеллект помог расширить каталог астероидов на 27 000 объектов
Более 27 000 астероидов в нашей Солнечной системе были замечены благодаря алгоритму на базе искусственного интеллекта. Учёные, стоящие за открытием, говорят, что этот инструмент облегчает поиск и отслеживание миллионов астероидов, включая потенциально опасные, которые когда-нибудь могут столкнуться с Землёй. Потребуются годы прежде, чем пытаться отклонить их от нашей планеты.
Большинство обнаруженных астероидов парят в поясе астероидов между Марсом и Юпитером, где за последние 200 лет учёные уже каталогизировали более 1,3 миллиона крупных объектов. Последние открытия включают около 150 астероидов, чьи пути проходят по касательной к орбите Земли. Однако, ни один из них, похоже, не находится на пути столкновения с нашей планетой. Другие — «трояны», которые следуют за Юпитером по его орбите вокруг Солнца. Наблюдения за этими астероидами приняты Центром малых планет Международного астрономического союза, официальным органом, ответственным за открытия астероидов.
Астрономы находят новые астероиды, изучая участки неба, используя изображения с телескопов, собираемые несколько раз каждую ночь — обычно каждые несколько часов. В то время как планеты, звёзды и галактики на заднем плане остаются неизменными от одного изображения к другому, астероиды видны как пятна, которые заметно движутся, затем они помечаются и проверяются. Так определяются и контролируются орбиты этих астероидов.
«Это работа для ИИ. Фактически, инструменты искусственного интеллекта, предназначенные для поиска астероидов, уже приближаются к уровням, достижимым для людей. Я думаю, что мы быстро превзойдём этот уровень, в течение следующих нескольких недель», — заявил во время обсуждения открытия Эд Лу, исполнительный директор Института астероидов и сооснователь B612 Foundation.
Разработанный командой Лу алгоритм Tracklet-less Heliocentric Orbit Recovery («Восстановление гелиоцентрической орбиты без треклета»), или THOR, проанализировал более 400 000 архивных изображений, хранящихся в Национальной исследовательской лаборатории оптической инфракрасной астрономии или NOIRLab. Пока с одним и тем же участком неба связано около пяти наблюдений за 30 дней, алгоритм может приступить к работе. Он обучен на большом наборе данных, что позволяет анализировать до 1,7 миллиарда точек всего на одном изображении телескопа. Он предназначен для обнаружения и соединения точки на одном изображении с другой точкой на следующем изображении, а также для определения того, представляют ли обе точки один и тот же объект — чаще всего это указывает на астероид, согласно описанию алгоритма B612 Foundation.
Согласно заявлению, опубликованному 30 апреля Фондом B612, учёные масштабировали свой алгоритм с помощью Google Cloud, чьи вычислительные мощности и службы хранения данных облегчили учёным тестирование тысяч орбит кандидатов на астероиды.
«Мы не только можем найти астероиды в наборах данных, которые никогда не предназначались для этого, мы можем улучшить другой телескоп в мире в поиске астероидов», — сказал Лу.
В 2022 году та же группа учёных использовала THOR, чтобы обнаружить 100 астероидов, которые не были обнаружены на существующих изображениях телескопа. Другие группы астрономов также использовали искусственный интеллект для поиска новых астероидов. Всего две недели назад, например, гражданские учёные возглавили обучение алгоритма, который привёл к открытию 1000 новых астероидов на архивных изображениях, полученных космическим телескопом «Хаббл». В июле прошлого года программное обеспечение под названием HelioLinc3D, предназначенное для поиска околоземных астероидов, обнаружило объект шириной 180 метров, который, как ожидается, приблизится на расстояние 225 000 километров от Земли. Это ближе, чем среднее расстояние между нашей планетой и Луной.
На данный момент учёные обнаружили более 2000 таких «потенциально опасных астероидов», и, по оценкам, ещё около 2000 предстоит детектировать. Обнаружение этих объектов в целях содействия планетарной защите является одной из задач будущей обсерватории имени Веры Рубин в Чили, для которой было разработано программное обеспечение HelioLinc3D для поиска астероидов.
8,4-метровый телескоп, который начнёт работу в следующем году, будет делать снимки южного неба каждую ночь в течение как минимум десяти лет, причём каждое изображение будет охватывать площадь в 40 полных Лун. Учёные говорят, что эта частота, поддерживаемая программным обеспечением на основе искусственного интеллекта, таким как THOR и HelioLinc3D, может помочь обсерватории найти до 2,4 миллионов астероидов — вдвое больше, чем те, которые сейчас каталогизированы — за первые шесть месяцев работы.