Pan-STARRS1 Rilievo immagine del cielo. Credito R. Bianco/STScI
Un team di astronomi dell'Università delle Hawaii presso il Mānoa Institute for Astronomy (IfA) ha prodotto il più grande catalogo di immagini astronomiche tridimensionale al mondo, galassie e quasar. Il team ha utilizzato i dati del Panoramic Survey Telescope e del sistema di risposta rapida di UH o Pan-STARRS1 (PS1) su Haleakalā. Il rilievo PS1 3π è il più grande rilievo ottico multicolore profondo al mondo, che copre i tre quarti del cielo. Gli astronomi di IfA hanno applicato al catalogo nuovi strumenti di calcolo, per decifrare quali dei 3 miliardi di oggetti sono stelle, galassie o quasar. Per le galassie, il software ha anche ricavato stime delle loro distanze.
Il catalogo 3-D risultante è ora disponibile come prodotto scientifico di alto livello attraverso il Mikulski Archive for Space Telescopes. Ha una dimensione di circa 300 GB, e gli utenti scientifici possono interrogare il catalogo tramite l'interfaccia SQL MAST CasJobs, o scarica l'intera collezione come tabella leggibile da computer.
Creazione di un catalogo 3D
Gli astronomi hanno effettuato misurazioni spettroscopiche pubblicamente disponibili che forniscono classificazioni e distanze definitive degli oggetti, e li ha alimentati a un algoritmo di intelligenza artificiale. Il processo di intelligenza artificiale è stato fondamentale per aiutare il team a capire come determinare con precisione le stesse proprietà da varie misure dei colori e delle dimensioni degli oggetti. Questo approccio di intelligenza artificiale o apprendimento automatico con una "rete neurale feedforward" ha raggiunto una precisione di classificazione complessiva del 98,1% per le galassie, 97,8% per le stelle e 96,6% per i quasar. Le stime della distanza del Galaxy sono accurate di quasi il 3%.
L'autore principale dello studio Robert Beck, un ex borsista post-dottorato in cosmologia presso IfA, descritto il processo. "Utilizzando un algoritmo di ottimizzazione all'avanguardia, abbiamo sfruttato il set di addestramento spettroscopico di quasi 4 milioni di sorgenti luminose per insegnare alla rete neurale a prevedere i tipi di sorgenti e le distanze delle galassie, mentre allo stesso tempo correggendo per l'estinzione della luce dalla polvere nella Via Lattea."
Mappa della densità dell'universo per galassie distanti tra 1,5 e 3 miliardi di anni luce. Credito:Università delle Hawaii a Manoa
In precedenza, la più grande mappa dell'universo è stata creata dallo Sloan Digital Sky Survey (SDSS), che copre solo un terzo del cielo. Il nuovo catalogo raddoppia la superficie censita, ha maggiori statistiche, e contiene aree specifiche perse dall'SDSS.
IfUn astronomo e coautore dello studio, István Szapudi, notato che "già, una versione preliminare di questo catalogo, coprendo un'area molto più piccola, ha facilitato la scoperta del più grande vuoto dell'universo, la possibile causa del Punto Freddo. Il nuovo, più accurato, e un catalogo fotometrico di spostamento verso il rosso più ampio sarà il punto di partenza per molte scoperte future".
"Questa bellissima mappa dell'universo fornisce un esempio di come la potenza del set di big data Pan-STARRS possa essere moltiplicata con tecniche di intelligenza artificiale e osservazioni complementari, " ha spiegato il direttore di Pan-STARRS e astronomo associato di IfA, Ken Chambers. "Poiché Pan-STARRS raccoglie sempre più dati, useremo l'apprendimento automatico per estrarre ancora più informazioni sugli oggetti vicini alla Terra, il nostro sistema solare, la nostra galassia e il nostro universo."
