Искусственный интеллект помог поймать повторяющиеся быстрые радиовсплески

Астрономы зарегистрировали при помощи системы искусственного интеллекта 72 быстрых радиовсплеска от источника, находящегося в трех миллиардах световых лет от Земли, сообщается на сайте проекта Breakthrough Initiatives. Алгоритм, разработанный учеными, позволит ускорить обработку данных, полученных в ходе наблюдений, и сделать их более точными. Препринт статьи, принятой к публикации в The Astrophysical Journal, можно увидеть здесь (pdf).

Природа быстрых радиовсплесков интересовала астрономов с момента их регистрации в 2007 году. Одни исследователи связывали эти импульсы с испарением черных дыр, другие предполагали, что это могут быть сигналы внеземных цивилизаций. Лишь недавно ученые смогли приблизиться к пониманию механизма возникновения быстрых радиовсплесков: по всей видимости, она формируются в окрестностях нейтронных звезд.

Единственный известный источник  повторяющихся быстрых радиовсплесков сегодня — это объект FRB121102, находящийся в небольшой галактике с мощным звездообразованием. Исследователи считают, что это может быть магнетар, молодая активная нейтронная звезда с очень сильными магнитными полями, или молодой мощный радиопульсар. Однако чтобы установить природу FRB121102 необходимо знать точную частоту вспышек и их мощность.

Астроном Юньфан Джерри Чжан (Yunfan Gerry Zhang) из Университета Калифорнии в Беркли вместе с коллегами предложили автоматизировать процесс регистрации быстрых радиовсплесков с помощью системы искусственного интеллекта. Для этого они использовали сверточную нейросеть, которая была натренирована на данных пяти часов наблюдений в рамках проекта Breakthrough Listen. Обучающий материал не содержал радиовсплесков: ученые самостоятельно имитировали сигналы, чтобы показать компьютеру, как они должны выглядеть.

С помощью нового алгоритма группа Чжана заново изучила данные, полученные другой группой исследователей в августе 2017 года. Тогда астрономы в течение пяти часов наблюдали источник FRB121102 с помощью радиотелескопа Green Bank Telescope и обнаружили 21 быстрый радиовсплеск, пришедший в течение одного часа. Теперь же исследователями удалось зарегистрировать еще 72 вспышки, которые не были замечены изначально, и сегодня число известных радиовсплесков от FRB121102 достигло 300.

Результаты помогли наложить новые ограничения на частоту всплесков от FRB121102. В частности, они говорят о том, что импульсы излучения приходят нерегулярно, и периоды активности источника чередуются с периодами спокойствия. Новые измерения, надеются авторы, помогут лучше понять, какие процессы приводят к возникновению наблюдаемых вспышек.

В январе астрономы пришли к выводу, что вспышки FRB121102 могли возникнуть в намагниченной среде вблизи вращающегося пульсара, связанного со сверхновой или расположенной вблизи массивной черной дырой, и не связанного с катаклизмическими процессами. Однако вопрос об их природе все равно остается открытым.

Кристина Уласович