W ramach projektu SETI naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, na podstawie symulacji komputerowych, byli w stanie natychmiast zidentyfikować 72 nowe szybkie sygnały radiowe z tajemniczego źródła znajdującego się trzy miliardy lat świetlnych od Ziemi. Wyniki badań zostały opisane w nowym artykule przyjętym do publikacji w The Astrophysical Journal.
Szybkie sygnały radiowe to jasne impulsy emisji radiowej, trwające milisekundy, pochodzące z odległych galaktyk. Jednak źródło tych sygnałów jest nadal niejasne. Teorie sięgają od silnie namagnesowanych gwiazd neutronowych wysadzanych przez strumienie gazu z pobliskiej supermasywnej czarnej dziury do sugestii, że sygnały są wytwarzane przez człowieka i wysyłane przez inteligentną cywilizację.
„Ta praca jest fascynująca nie tylko dlatego, że pomaga nam bardziej szczegółowo zrozumieć dynamiczne zachowanie szybkich sygnałów radiowych, ale także ze względu na perspektywę, jaką widzimy, gdy wyszkolone komputery używają klasycznych algorytmów do samodzielnego wyszukiwania tych sygnałów” – powiedział Andrew Simion. Dyrektor Berkeley Research Center SETI i główny badacz programu Breakthrough Listen, poświęconego poszukiwaniu inteligentnego życia we wszechświecie.
W ramach tego programu badacze z powodzeniem wykorzystali algorytm uczenia maszynowego do poszukiwania nowych typów sygnałów, które mogą pochodzić od cywilizacji pozaziemskich.
Chociaż najszybsze sygnały radiowe mają charakter jednorazowy, wykryte źródło o nazwie FRB 121102 jest wyjątkowe, ponieważ pokazuje cały kompleks sygnałów. To zachowanie przyciągnęło uwagę wielu astronomów, którzy mieli nadzieję ujawnić przyczynę i ekstremalną fizykę związaną z naturą takiego zjawiska.
Sztuczna inteligencja wykryła sygnały radiowe w bazie danych w pięciogodzinnym interwale obserwacji 26 sierpnia 2017 roku za pomocą teleskopu Green Bank w Zachodniej Wirginii. We wcześniejszej analizie 400 terabajtów danych wykorzystano standardowe algorytmy komputerowe do identyfikacji 21 błysków radiowych w tym okresie. Wszystkie zostały dostrzeżone w ciągu jednej godziny i przypuszczano, że źródło zmieniało się między okresami odpoczynku i szalonej aktywności, przynajmniej jak zauważył dr Vishal Gajjar, badacz Berkeley SETI.
Inny autor badania SETI, Jerry Zhang i jego współpracownicy, opracowali następnie potężny nowy algorytm uczenia maszynowego i ponownie przeanalizowali dane z 2017 roku, znajdując kolejne 72 skoki, które nie zostały pierwotnie wykryte. W końcu obserwatorzy byli zdumieni, gdy doszli do wniosku, że całkowita liczba wykrytych błysków z FRB 121102 wynosi około 300 od czasu odkrycia obiektu w 2012 roku.
„Ta praca to dopiero początek wykorzystania nowych, potężnych technik do wyszukiwania przejściowych sygnałów radiowych” – powiedział Zhang. „Mamy nadzieję, że nasz sukces może zainspirować inne poważne organizacje do zastosowania uczenia maszynowego w radioastronomii”.
Zespół Zhanga wykorzystał te same techniki, których używają technicy internetowi do optymalizacji wyników wyszukiwania i klasyfikacji obrazów. Opracowali algorytm zwany konwolucyjną siecią neuronową, który umożliwia rozpoznawanie rozbłysków radiowych, znajdowanie ich za pomocą klasycznej metody wyszukiwania stosowanej przez Gajara i współpracowników, a następnie lokalizowanie ich w bazie danych, znajdowanie impulsów, które zostały pominięte w klasycznym podejściu do wyszukiwania.
Wyniki pomogły w ustaleniu nowych ograniczeń częstotliwości impulsów z FRB 121102 i wskazały, że impulsy są nieregularne w przypadku, gdy okres tego wzorca jest dłuższy niż około 10 milisekund. Tak jak modele impulsów pulsarowych pomogły astronomom w ograniczeniu modeli komputerowych ekstremalnych warunków fizycznych w takich obiektach, naukowcy twierdzą, że nowe pomiary FRB pomogą wyjaśnić naturę tajemniczych nowych źródeł.
„Niezależnie od tego, czy sygnały z FRB są ostatecznie oznaką technologii pozaziemskiej, Breakthrough Listen pomaga przesuwać granice nowego i szybko rozwijającego się obszaru naszego zrozumienia wszechświata wokół nas” – podsumował Jan.
