Астрофизик с помощью ИИ-агентов Claude собрал полную карту неба в ультрафиолете

Брайс Менар (Brice Ménard), астрофизик из Университета Джонса Хопкинса, вместе с Claude Science подготовил первую полную ультрафиолетовую карту неба. На ней видны облака пыли, подсвеченные молодыми звёздами, кольца вещества вокруг остатков звёздных взрывов и другие структуры Млечного Пути.

До сих пор единой карты такого охвата не было. Крупнейший обзор NASA GALEX закрывал примерно две трети неба, а самые насыщенные веществом участки, включая плоскость Галактики, из наблюдений исключались.

Проблема в том, что ультрафиолет почти целиком поглощается земной атмосферой — наблюдать за ним можно только из космоса. За десятилетия разные миссии накопили данные по отдельным участкам неба, но свести их воедино было тяжело: спутник GALEX в 2003–2013 годах выполнил около 38 000 наблюдений, и изображения различались разрешением, характеристиками приборов и условиями съёмки. Мешали и остаточное свечение атмосферы, и засветка от ярких звёзд, из-за которых точно измерить слабое ультрафиолетовое излучение не получалось.

Менар поручил Claude Science организовать несколько ИИ-агентов. Те нашли открытые астрономические данные, загрузили наблюдения, привели их к общей системе координат и разрешению, а затем провели перекрёстную калибровку обзоров. Труднее всего оказалось заполнить пробелы, по которым прямых ультрафиолетовых измерений не было вообще. Здесь применили восстановление пропущенных фрагментов по закономерностям, усвоенным моделью: Claude сопоставлял ультрафиолет с оптикой, инфракрасным и радиодиапазоном и оценивал, как должны выглядеть неисследованные области.

Точность проверяли на участках, где ультрафиолетовые данные уже имелись. Часть измерений намеренно скрыли и попросили модель их восстановить. После нескольких циклов доработки оценки расходились с реальными значениями лишь на 10%. Это не значит, что треть карты восстановлена с такой точностью: речь о способности модели предсказывать пропущенные данные там, где их можно было сверить с настоящими наблюдениями.

Артефакты, которые ИИ не заметил

На первой версии карты Менар сам разглядел на некоторых участках едва заметные круги — следы отдельных наблюдений GALEX. ИИ-агенты этот дефект не выявили даже после двух этапов проверки. После замечания учёного причину нашли: остаточное свечение земной атмосферы, по-разному влиявшее на качество наблюдений. Claude скорректировал все 38 000 наблюдений, и артефакты исчезли. Всего за несколько дней совместной работы команда подготовила более десятка версий карты.

На финальном этапе к восстановленному фону добавили оценки ультрафиолетового излучения более 100 млн отдельных звёзд. Их рассчитали по данным европейского спутника Gaia, который измеряет положение и характеристики звёзд преимущественно в оптическом диапазоне.

Карта нужна не только для исследований: она позволяет напрямую увидеть, как ультрафиолет помогает изучать молодые звёзды, межзвёздную пыль и последствия звёздных взрывов. Помимо этого работа показывает и более общий результат — ИИ-агенты способны взять на себя значительную часть трудоёмкой обработки научных данных.