La IA lo hace nuevamente en Astronomía

El nuevo sistema de Inteligencia Artificial (IA) llamado Bright Transient Survey Bot (BTSbot) que entró en funcionamiento este año, detectó, identificó y clasificó con éxito su primera supernova ZTF23abhvlji.

Una colaboración científica internacional liderada por la Universidad Northwestern, en Estados Unidos, el nuevo mecanismo automatiza toda la búsqueda de nuevas supernovas en el cielo, eliminando efectivamente a los humanos del proceso. En los últimos días, la nueva IA concretó su primer hallazgo y confirmación: se trata de una nueva supernova denominada ZTF23abhvlji.

Las supernovas son explosiones estelares que pueden manifestarse de forma muy notoria en el espacio, pudiendo incluso ser observadas a simple vista y permaneciendo por largos períodos en el cielo, en lugares del Universo donde previamente no se había detectado nada llamativo. Suceden cuando las estrellas explotan al acabar su combustible, pero pueden confundirse con otros fenómenos cósmicos igualmente brillantes.

Según los investigadores, el uso de sistemas de IA para detectar y confirmar nuevas supernovas tiene varias ventajas: se acelera notablemente el proceso de búsqueda e identificación, se elimina el error humano en el proceso y los científicos ganan más tiempo para dedicarse a analizar las condiciones que determinan el surgimiento de estas gigantescas explosiones estelares, al delegar en la IA el trabajo de búsqueda y clasificación.

Los especialistas desarrollaron el sistema BTSbot para eliminar a los intermediarios humanos que se requieren hasta hoy para confirmar una nueva supernova: para desarrollar la herramienta de Inteligencia Artificial, los científicos entrenaron un algoritmo de aprendizaje automático con más de 1,4 millones de imágenes históricas de casi 16.000 fuentes, incluyendo supernovas confirmadas, estrellas y galaxias.

Para probar a la nueva IA, los investigadores observaron una candidata a supernova recientemente descubierta: el ZTF, un observatorio robótico que toma imágenes del cielo nocturno en busca de supernovas, detectó por primera vez la fuente este 3 de octubre. De acuerdo a una nota de prensa, examinando los datos del ZTF en tiempo real, BTSbot encontró a la supernova ZTF23abhvlji el 5 de octubre.

Desde ese momento, BTSbot solicitó automáticamente el espectro de la supernova potencial al Observatorio Palomar, donde otro telescopio robótico (SED Machine) realizó observaciones en profundidad para obtener el espectro de la fuente. Posteriormente, los robots y la IA lograron determinar que la candidata era una supernova de Tipo Ia, o sea una explosión en la que una enana blanca estalla en un sistema estelar binario.

El sistema automatizado compartió públicamente el descubrimiento con la comunidad astronómica el 7 de octubre, solamente 4 días después de haber observado la supernova por primera vez. En los últimos 6 años, los científicos han pasado un total estimado de 2.200 horas inspeccionando y clasificando visualmente candidatos a supernovas. Con la nueva herramienta ahora oficialmente disponible en línea, los astrónomos podrán reutilizar este precioso tiempo para otras tareas científicas más estimulantes y creativas.

FUENTE: https://news.northwestern.edu/stories/2023/10/first-supernova-detected-confirmed-classified-and-shared-by-ai/

Investigación dirigida por astrónomo UdeC logra importante avance en la comprensión de rayos cósmicos en zonas de formación estelar

La publicación nace fruto de cinco años de trabajo, el cual incluye desarrollo teórico, propuestas de observación y recolección de datos vitales para el resultado obtenido, el cual viene a corroborar teorías previas sobre la propagación de rayos cósmicos en el medio interestelar.

Por medio de un artículo en The Astrophysical Journal Letters del 10 de abril de 2023, el académico del Departamento de Astronomía UdeC e investigador CATA, Dr. Stefano Bovino, compartió los resultados de un estudio de frontera sobre tasas de ionización en zonas de formación estelar.

“First ALMA Maps of Cosmic-Ray Ionization Rate in High-mass Star-forming Regions” es el título de la publicación científica, que además cuenta con el trabajo de los astrónomos Giovanni Sabatini y Elena Redaelli, del Istituto Nazionale di Astrofisica en Italia y el Instituto Max Planck de Física Extraterreste en Alemania, respectivamente.

Este estudio, que se basa en datos obtenidos con observaciones de ALMA de 2021, vendría a dar validez a teorías previas sobre la propagación de rayos cósmicos en zonas de formación estelar.

Además, los resultados sugieren que las tasas de ionización en estas zonas dependen de factores globales en el entorno donde se forman los núcleos, y no locales.

“Los rayos cósmicos son partículas de alta energía. Cuando la luz se adentra en las nubes moleculares, estas se encuentran con “paredes” de polvo que bloquean la luz, entonces estos procesos de ionización no existen porque los fotones no pueden pasar, pero los rayos cósmicos sí, colisionando con el gas e ionizando moléculas y átomos en nubes densas donde se forman estrellas dan inicio a una cadena de reacciones químicas fundamentales en la astroquímica”, explicó el astrónomo.

La importancia de este proceso reside en que toda la química de estas regiones sucede gracias a la acción de los rayos cósmicos y las moléculas y átomos, formando con el tiempo los componentes esenciales para la vida.

Por ejemplo, los rayos cósmicos son fundamentales para el proceso de fraccionamiento que lleva a un enriquecimiento D/H en agua, importante para entender el origen de los océanos en la Tierra

“Esa es la motivación para el estudio, porque son aspectos fundamentales para entender la química de las regiones de formación estelar, que a la vez se conecta a la formación de moléculas prebióticas y también para la formación planetaria”.

El papel de ALMA y las bases matemáticas del Dr. Stefano 

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), observatorio en el llano de Chajnantor, en el norte de Chile, fue esencial para lograr los resultados expuestos en el paper de ApJ Letters, ya que con los datos obtenidos el grupo de investigadores logró estimar con precisión la variación de la tasa de ionización (cuántas ionizaciones de moléculas de hidrógenose realizan por segundo) de rayos cósmicos en dos regiones de interés: AG351 y AG354.

Además, un punto vital del estudio se encuentra en la metodología, la cual se basa en una fórmula analítica propuesta por el astrónomo UdeC en 2020.

“Esto parte de algunos trabajos con 20 o 30 años de antigüedad. Y aunque la nueva fórmula nunca se utilizó, es una modificación de algo preexistente para aplicarlo en condiciones distintas”, explicó Stefano.

Desde 2018 que el grupo viene trabajando en este proyecto, primero con una propuesta de observación para ALMA, en la cual buscaban obtener datos de H2D+ (la primera forma deuterada del ion H3+ y molécula fundamental para este estudio), para en 2021 complementar los estudios con observaciones de CO, HCO+ y DCO+. ”La mezcla de estas moléculas nos ha permitido estimar la tasa de ionización” agregó el astrónomo.  

“En los últimos meses preparamos el documento para ApJ Letters con los resultados que son súper interesantes porque están en línea con previsiones teóricas. Hay un modelo teórico de propagación de rayos cósmicos enel medio interestelar y nuestros datos se encuentran en las mismas curvas. Esto vendría a dar validez a la teoría”.

A futuro esperan contar con un abanico de observaciones más amplio, lo cual permitiría obtener mejores análisis estadísticos, lo que podría dar más validez a la teorización previa.

FUENTE: https://noticias.udec.cl/investigacion-dirigida-por-astronomo-udec-logra-importante-avance-en-la-comprension-de-rayos-cosmicos-en-zonas-de-formacion-estelar/