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Quanto è difficile trovare un ago in un pagliaio? Una sfida simile la si affronta in astronomia quando si cerca di individuare con i telescopi un oggetto cosmico insolito – come una lente gravitazionale o una galassia dalla forma anomala – nella vastità dell’Universo. Questa sfida, affrontata finora manualmente dagli astronomi richiedendo spesso anni di lavoro umano, vede oggi scendere in campo al loro fianco un potente nuovo protagonista: l’Intelligenza Artificiale (IA).
Due ricercatori dell’Agenzia Spaziale Europea, David O’Ryan e Pablo Gómez, hanno sviluppato uno strumento di IA capace di setacciare enormi archivi di immagini astronomiche in tempi impensabili per un essere umano. Il loro algoritmo ha analizzato quasi 100 milioni di ritagli di immagini dell’Hubble Legacy Archive in appena due giorni e mezzo, portando alla luce circa 1400 oggetti cosmici insoliti, di cui oltre 800 mai catalogati prima.
La ricerca è stata pubblicata su Astronomy & Astrophysics.
L’archivio di Hubble, inaugurato nei primi anni Duemila ma basato su osservazioni raccolte sin dal 1990, rappresenta una delle più grandi miniere di dati astronomici mai realizzate. Un tesoro scientifico la cui quantità di informazioni è però tale da superare la capacità di analisi manuale degli astronomi, con il rischio di non riuscire a esplorarlo completamente.
Ed è proprio qui che entra in scena l’IA. Il metodo sviluppato dal team Esa si basa su una rete neurale, uno strumento di IA che elabora i dati in un modo simile a quello del cervello umano. La rete neurale realizzata è stata chiamata AnomalyMatch ed è stata addestrata non tanto a riconoscere oggetti specifici, quanto a individuare tutto ciò che si discosta dalla norma. Con questa missione è stata quindi utilizzata per esaminare l’Hubble Legacy Archive, segnando la prima volta in cui l’archivio è stato sistematicamente setacciato per individuare anomalie astrofisiche.
Gli oggetti cosmici anomali, come galassie in collisione, lenti gravitazionali e galassie ad anello, pur essendo di immenso interesse scientifico, sono molto difficili da scovare. Finora, la ricerca di queste anomalie cosmiche si è basata soprattutto sul lavoro manuale degli astronomi. Sebbene siano molto esperti nell’individuarli con precisione, i dati raccolti dal telescopio Hubble sono talmente numerosi che non sempre riescono a esaminare queste anomalie cosmiche manualmente con il necessario livello di dettaglio.
L’Intelligenza Artificiale offre, invece, un cambio di passo.
Lo dimostra il fatto che non solo il team Esa ha impiegato molto meno tempo rispetto alle analisi tradizionali, scovando complessivamente 1400 oggetti cosmici insoliti, ma ha anche scoperto esempi di diversi altri oggetti rari rispetto a quelli tradizionalmente ricercati: galassie con enormi ammassi di stelle, galassie a forma di medusa con tentacoli gassosi, oppure dischi di formazione planetaria visti di profilo tali da apparire come un hamburger o una farfalla. Ciò che spicca di più, infine, è la scoperta di diverse dozzine di oggetti che sfuggivano completamente alla classificazione standard.
«Questo è un uso fantastico dell’IA per massimizzare la produzione scientifica dell’archivio Hubble — afferma , coautore dello studio — Trovare così tanti oggetti anomali nei dati Hubble, dove ci si potrebbe aspettare che molti siano già stati trovati, è un ottimo risultato. Dimostra anche quanto questo strumento sarà utile per altri grandi set di dati».
Immagine in evidenza: Sei oggetti astrofisici anomali sconosciuti scoperti dai ricercatori dell’Agenzia Spaziale Europea utilizzando un nuovo metodo assistito dall’intelligenza artificiale per setacciare l’archivio di dati di Hubble, l’Hubble Legacy Archive. Crediti: Esa/Hubble & Nasa, D. O’Ryan, P. Gómez (Esa), M. Zamani (Esa/Hubble)
