Πολίτες επιστήμονες βοηθούν στην ανακάλυψη περισσότερων από 1.000 νέων αστεροειδών

εργασία Παγκόσμια Ημέρα Αστεροειδών 2019, μια ομάδα ερευνητικών ιδρυμάτων ξεκίνησε ένα πρόγραμμα που θα μπορούσε να έχει βαθύ αντίκτυπο στις γνώσεις μας για τα μικροσκοπικά σώματα. Χρησιμοποιώντας την επιστήμη των πολιτών για την εκπαίδευση ενός αλγόριθμου μηχανικής μάθησης, το Hubble Asteroid Hunter Το έργο εντόπισε περισσότερους από 1.000 νέους αστεροειδείς. Οι ανακαλύψεις θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα τον δακτύλιο των ουράνιων σωμάτων που κυρίως επιπλέουν μεταξύ του Άρη και του Δία.

Το Asteroid Hunter είναι μια συλλογική προσπάθεια μεταξύ διαφορετικών ομάδων, συμπεριλαμβανομένων του Ευρωπαϊκού Κέντρου Επιστήμης και Τεχνολογίας, του Κέντρου Επιστημονικών Δεδομένων του Ευρωπαϊκού Κέντρου Αεροδιαστημικής, της επιστημονικής πλατφόρμας πολιτών Zooniverse και της Google.

Το 2019, οι ερευνητές απηύθυναν έκκληση σε πολίτες επιστήμονες να συνεργαστούν στις προσπάθειες crowdsourcing. Μέσω της πλατφόρμας Zooniverse, 11.400 άτομα από όλο τον κόσμο χαρτογράφησαν ίχνη αστεροειδών σε 37.000 σύνθετες εικόνες που τραβήχτηκαν από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble μεταξύ 2002 και 2021.

«Το Hubble είναι μια καταπληκτική αποστολή και έχει δημιουργήσει μια πολύ πλούσια βάση δεδομένων για αστρονομικές παρατηρήσεις όλα αυτά τα χρόνια, πάνω στην οποία θα έπρεπε να βασιστούμε», είπε στο Ars ο Sandor Kroc, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Ινστιτούτο Max Planck για την Εξωγήινη Φυσική. Δώστε προσοχή σε αυτή τη μεγάλη περίοδο δεδομένων [that is] Έχει αρχίσει να είναι διαθέσιμο.» Ο Kruk εμπλέκεται με τον Asteroid Hunter.

Ψάχνοντας στον ουρανό

Τα αποτελέσματα της επιστημονικής εργασίας του πολίτη χρησιμοποιήθηκαν για την εκπαίδευση ενός αλγόριθμου μηχανικής μάθησης που ονομάζεται AutoM, ο οποίος δημιουργήθηκε από την Google. Όταν παρέχεται με επαρκή δεδομένα, ο αλγόριθμος μπορεί πλέον να χρησιμοποιηθεί για γρήγορη ταξινόμηση εικόνων.

Σύμφωνα με τον Kroc, υπάρχει μεγάλη ποικιλία στα ίχνη αστεροειδών που κατέλαβε το Hubble. Κανονικά, όταν τραβάτε μια φωτογραφία μακράς έκθεσης ενός αστεροειδούς από τη Γη, η διαδρομή που προκύπτει στην εικόνα είναι μια γραμμή. Αλλά η συνδυασμένη κίνηση των αστεροειδών με την κίνηση του Hubble παράγει καμπύλες τροχιές. Είναι δύσκολο να κατηγοριοποιηθούν με τη χρήση μηχανικής μάθησης επειδή διατίθενται σε μεγάλη ποικιλία μορφών.

«Γι’ αυτό χρειάστηκα ένα δείγμα του που ανακάλυψαν οι άνθρωποι», είπε ο Crooke. «Αυτό που μας πήρε ένα χρόνο για να ταξινομήσουμε με πολίτες επιστήμονες — χρειάστηκαν μόνο περίπου 10 ώρες [algorithm]. Αλλά χρειάζεσαι ένα σετ προπόνησης».

Όταν οι κόσμοι συγκρούονται

Η συνδυασμένη προσπάθεια ανθρώπου-μηχανής οδήγησε σε ένα σύνολο δεδομένων που περιείχε 1.701 μονοπάτια σε 1.316 εικόνες Hubble. Οι συμμετέχοντες εντόπισαν επίσης άλλα αντικείμενα στις εικόνες, όπως γαλαξίες και νεφελώματα. Ταίριαξαν αυτά τα μονοπάτια με αυτά της ομάδας Κέντρο Μικρού Πλανήτη βάση δεδομένων, τη μεγαλύτερη βάση δεδομένων αστεροειδών, και διαπίστωσε ότι 670 από αυτούς είχαν προηγουμένως εντοπιστεί.

Ο Croc είπε ότι τα αρχικά αντικείμενα που είχε βρει ο Asteroid Hunter φαινόταν να είναι πολύ πιο αδύναμα από αυτά που εντοπίστηκαν πριν, πράγμα που σήμαινε ότι ήταν ακόμη μικρότερα σε μέγεθος. Επισήμανε ότι αυτή η εργασία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αποκτήσει μια καλύτερη ιδέα της κατανομής των μεγεθών των αστεροειδών στη ζώνη των αστεροειδών και ότι τα δεδομένα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να κατανοήσουμε περισσότερα σχετικά με την εξέλιξή τους και πώς παράγονται οι αστεροειδείς από κατακερματισμό και σύγκρουση εντός της ζώνη.