V galaxiách sa často objavujú jasné „zhluky“ – miesta, kde sa hviezdy tvoria rýchlejšie než v okolí. Práve tieto štruktúry chce teraz pomôcť identifikovať nový projekt Galaxy Zoo: Clump Scout II, ktorý spája detailné snímky z observatórií s pomocou dobrovoľníkov a strojového učenia.
Snímka zobrazuje: Images of a spiral galaxy with a bright central region and a swirl of discontinuous spiral arms of different brightnesses. Small green boxes have.
NASA Science uvádza, že dnešné observatóriá, napríklad vesmírny teleskop Euclid, misia ESA s dôležitým príspevkom NASA, zachytávajú galaxie v čoraz väčšom detaile. To prináša viac informácií o clumps, teda jasných oblastiach spojených s tvorbou hviezd. Vedci preto vytvorili model strojového učenia, ktorý má tieto zhluky v snímkach rozpoznávať a označovať. Podľa zdroja však model zatiaľ nepracuje dostatočne presne, a preto potrebujú pomoc ľudí.
Dobrovoľníci sa majú pozrieť na detailné obrázky galaxií, skontrolovať, či počítač správne vyznačil clumpy, a podľa potreby boxy presunúť, odstrániť alebo doplniť nové. Cieľom je trénovať nástroj, ktorý má v budúcnosti lepšie pomáhať pri skúmaní hviezdotvorby v galaxiách. Projekt nadväzuje na prvý Galaxy Zoo: Clump Scout, ktorý v roku 2019 vyzval verejnosť, aby hľadala galaxie v lokálnom vesmíre.
Význam projektu je širší než len samotné označovanie bodov na obrázku. V astronómii totiž presnosť pri rozpoznávaní štruktúr v galaxiách rozhoduje o tom, aké závery možno z dát vyvodiť. Ak sa podarí model zlepšiť, môže to urýchliť spracovanie veľkých súborov snímok a zároveň pomôcť lepšie pochopiť, kde a prečo sa hviezdy v galaxiách rodia.
Prečo sú hviezdotvorné zhluky dôležité
Clumpy patria medzi nápadné znaky niektorých galaxií.
V jednoduchom zmysle ide o jasnejšie oblasti, ktoré môžu súvisieť s intenzívnejšou tvorbou hviezd. V astrofyzike sú takéto štruktúry zaujímavé, pretože môžu prezrádzať, ako sa galaxie vyvíjajú a ako sa v nich rozdeľuje plyn, z ktorého hviezdy vznikajú.
Zdroj pripomína, že práve o vzniku a funkcii týchto zhlukov stále existujú nezodpovedané otázky. To je dôležité aj preto, že pri veľkých astronomických dátach nestačí len mať kvalitné snímky. Treba ich aj správne interpretovať.
Jej snímky zachytávajú galaxie s vyšším rozlíšením než staršie alebo menej detailné pozorovania, a preto na nich vidno viac jemných štruktúr. V texte sa porovnávajú aj rôzne pohľady na tú istú galaxiu: zo Sloan Digital Sky Survey, z Hubble Space Telescope a z Euclid mission. Každý z týchto pohľadov odhaľuje viac detailov o hviezdotvorných zhlukoch.
Všeobecne platí, že čím lepšie rozlíšenie a citlivejšie pozorovanie astronómovia majú, tým presnejšie môžu skúmať malé a slabé štruktúry v galaxiách. Zároveň však rastie aj náročnosť spracovania dát, pretože v obrazoch pribúda viac objektov a viac možností, čo môže model zameniť.
Prečo sa do práce zapája umelá inteligencia aj ľudia
Projekt Clump Scout II stojí na kombinácii strojového učenia a občianskej vedy.
Model umelej inteligencie najprv navrhne, kde by sa clumpy mohli nachádzať, a dobrovoľníci potom tieto návrhy opravujú. Takýto postup je v astronómii bežný najmä tam, kde je potrebné triediť veľké množstvo obrazových dát a kde ľudské oko stále dokáže zachytiť chyby, ktoré algoritmus prehliadne.
Podľa zdroja majú účastníci v rozhraní projektu posúvať alebo mazať boxy, prípadne kresliť nové. K dispozícii je aj návod, takže na účasť netreba žiadne predchádzajúce znalosti. Stačí internetové pripojenie a zariadenie, na ktorom sa dá projekt otvoriť.
Čo môže takýto tréning priniesť vede
Ak sa model naučí lepšie rozpoznávať clumpy, môže to pomôcť pri rýchlejšom a presnejšom spracovaní snímok galaxií.
V praxi to znamená menej chýb pri označovaní objektov a spoľahlivejšie podklady pre ďalšiu analýzu. Vedecký prínos je najmä v tom, že presnejšie označené dáta umožňujú lepšie testovať predstavy o tom, ako hviezdotvorné oblasti vznikajú a ako sa správajú v rôznych galaktických prostrediach.
Zdroj tiež odkazuje na Research page projektu, ktorá má ponúknuť prehľad nástrojov, stavu poznania o clumpy galaxiách a zhrnutie nezodpovedaných otázok. To naznačuje, že projekt nie je len jednorazová hra s obrázkami, ale súčasť širšieho výskumného rámca.
Zdroj výslovne hovorí o nezodpovedaných otázkach týkajúcich sa ich vzniku a funkcie. To znamená, že aj po zlepšení modelu bude ešte potrebné výsledky porovnávať s ďalšími pozorovaniami a s existujúcimi teóriami.
Práve tu sa ukazuje zmysel občianskej vedy: veľké množstvo ľudských opráv môže pomôcť vytvoriť kvalitnejší tréningový súbor pre algoritmus. V kombinácii s novými dátami z Euclid tak môže vzniknúť presnejší nástroj na skúmanie galaxií, ktoré sú pre astronómov dôležité najmä ako laboratóriá hviezdotvorby v rôznych podmienkach.
Galaxy Zoo: Clump Scout II je teda viac než len výzva na triedenie obrázkov. Je to pokus spojiť ľudský úsudok, umelú inteligenciu a moderné vesmírne pozorovania do jedného pracovného postupu, ktorý môže pomôcť odhaliť, ako sa v galaxiách rodia hviezdy a prečo sa niektoré oblasti javia ako výrazné jasné zhluky.
Na poskytovanie tých najlepších skúseností používame technológie, ako sú súbory cookie na ukladanie a/alebo prístup k informáciám o zariadení. Súhlas s týmito technológiami nám umožní spracovávať údaje, ako je správanie pri prehliadaní alebo jedinečné ID na tejto stránke. Nesúhlas alebo odvolanie súhlasu môže nepriaznivo ovplyvniť určité vlastnosti a funkcie.
Funkčné
Vždy aktívny
Technické uloženie alebo prístup sú nevyhnutne potrebné na legitímny účel umožnenia použitia konkrétnej služby, ktorú si účastník alebo používateľ výslovne vyžiadal, alebo na jediný účel vykonania prenosu komunikácie cez elektronickú komunikačnú sieť.
Predvoľby
Technické uloženie alebo prístup je potrebný na legitímny účel ukladania preferencií, ktoré si účastník alebo používateľ nepožaduje.
Štatistiky
Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na štatistické účely.Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na anonymné štatistické účely. Bez predvolania, dobrovoľného plnenia zo strany vášho poskytovateľa internetových služieb alebo dodatočných záznamov od tretej strany, informácie uložené alebo získané len na tento účel sa zvyčajne nedajú použiť na vašu identifikáciu.
Marketing
Technické úložisko alebo prístup sú potrebné na vytvorenie používateľských profilov na odosielanie reklamy alebo sledovanie používateľa na webovej stránke alebo na viacerých webových stránkach na podobné marketingové účely.
