人工智能刚刚发现了它的第一颗超新星，它能代替天文学家吗？

拓牛李强

超新星SN2023tyk发生之前(左)和之后的星系图像。星系的左上区域(右)看起来呈球状和畸形，是恒星爆炸的地方。(图片来源:Legacy Surveys/D. Lang(周长研究所)为Legacy Surveys layers和Wisconsin/NASA/JPL加州理工学院/D. Lang(周长研究所))

（）据美国太空网（罗伯特·李）：让开，人类天文学家！人工智能(AI)可能很快就会帮你寻找超新星。

一种新的全自动机器学习算法成功地检测、识别和分类了它的第一颗超新星——这是第一次用人工智能实现。开发者称，这个名为明亮瞬时巡天机器人(BTSbot)的程序可以极大地加速超新星的分析和分类过程。

发现超新星目前依赖于人类和计算机的协同工作，但是BTSbot可以将我们排除在这个等式之外。根据BTSbot团队的说法，仅在过去六年中，人类天文学家就花了大约2200个小时对超新星候选物进行视觉检查和分类。BTSbot可以让天文学家重新定向这项工作，花更多的时间研究这些恒星爆炸的起源，并模拟它们如何进行。

伊利诺伊州西北大学物理学教授亚当·米勒(Adam Miller)在一份声明中说:“有史以来第一次，一系列机器人和人工智能算法进行了观察，然后进行了识别，然后与另一台望远镜进行了通信，最终确认了超新星的发现。”“这代表着向前迈出了重要的一步，因为模型的进一步完善将使机器人能够分离出恒星爆炸的特定亚型。

“最终，将人类从循环中移除为研究小组提供了更多的时间来分析他们的观察结果，并开发新的假设来解释我们观察到的宇宙爆炸的起源，”米勒补充道。



超新星SN2023tyk发生的星系的深空图像。(图片来源:Legacy Surveys/D. Lang(周长研究所)为Legacy Surveys layers和Wisconsin/NASA/JPL加州理工学院/D. Lang(周长研究所))

超新星:宇宙大海捞针

许多超新星是在垂死的恒星耗尽其核聚变燃料时产生的。由于无法抵抗向内的重力，这些恒星的内核坍塌，同时外层爆炸成为超新星。

在Ia型超新星的情况下，当一颗称为白矮星的恒星残骸存在于双星系统中，并从其伴星中剥离物质时，就会引发爆炸。这种物质的涌入导致白矮星重燃和爆炸，彻底摧毁它们。

这些超新星爆炸可能非常明亮，以至于它们比周围星系中每颗恒星的总和还要亮。然而，由于浩瀚的太空，即使是这种不可思议的光爆发也不意味着超新星容易被发现。目前，机器人望远镜扫描夜空，捕捉同一片空间的重复图像，希望找到以前图像中没有的变化中的——或短暂的——物体。

“自动化软件向人类展示了候选爆炸的列表，人类花时间验证候选爆炸并进行光谱观察，”米勒说。“我们只能通过收集其光谱——光源的散射光，揭示爆炸中存在的元素——来明确知道候选星是否真的是超新星。现有的机器人望远镜可以收集光谱，但这也经常是由人类用光谱仪操作望远镜来完成的。”

为了潜在地消除人类在这些诉讼中的作用，米勒和他的团队开发了BTSbot，并用来自近16，000个来源的超过140万张历史图像来训练AI。这些包括已确认的超新星和其他爆炸性天文现象，如恒星的暂时发光、周期性变星和星系发光。

测试BTSbot

为了测试他们的新人工智能工具，研究人员开始寻找一颗新发现的超新星候选者，命名为SN2023tyk，据信它是一颗Ia型超新星，距离地球约7.6亿光年。

这颗超新星是由Zwicky Transient Facility (ZTF)机器人望远镜于10月3日发现的。在搜索ZTF数据时，BTSbot能够在10月5日识别SN2023tyk，之后它从帕洛马天文台的机器人望远镜收集了潜在的超新星光谱，该望远镜被称为SED机器(SEDM)。因此，通过这种自动合作，SN2023tyk被归类为Ia型超新星。BSTbot甚至不需要其人类操作员来发布消息，因为这些信息是由人工智能在10月7日自动与天文学家共享的。

“模拟性能非常好，但你永远不会真正知道这如何转化为现实世界，直到你真正尝试它，”西北大学研究生纳比尔·雷姆图拉(Nabeel Rehemtulla)在同一份声明中说，他与米勒共同领导了BTSbot技术开发。

“一旦来自SEDM的观察和自动分类传来，”雷姆图拉补充说，“我们感到如释重负。它的美妙之处在于，一旦一切都打开并正常工作，我们实际上什么也不做。我们晚上睡觉，第二天早上，我们看到BTSbot和其他人工智能坚定不移地做着自己的工作。”