Anthropic объединилась с астрономами, чтобы создать первую полную УФ-карту всего неба.

Аннотация:

Anthropic опубликовала научный блог: Брис Менар, астрофизик из Университета Джона Хопкинса (также исследователь Anthropic), использовал свой собственный научно-исследовательский стенд Claude Science, чтобы создать первую полную ультрафиолетовую карту всего неба. На этой карте

около трети неба никогда не было видно ни одним ультрафиолетовым телескопом и было предсказано Клодом

По официальному заявлению, на выполнение этой работы ушло несколько недель. С помощью Клода это заняло несколько дней, а Менар в эти дни был занят другими проектами. Какой особенный AI4S

УФ-карта на весь день

Почему отсутствует часть UV

Когда Менар посещает занятия по астрофизике, он часто начинает с того, что показывает студентам, как одно и то же небо выглядит в разных диапазонах длин волн: в видимом свете в основном присутствуют звезды; в инфракрасном свете светятся частицы пыли в поясе Млечного Пути; в радио звезды и пыль тускнеют и появляется водород — сырье для создания звезд; а в рентгеновских лучах - такие явления, как взрывы звезд и спиральное закручивание материи в черные дыры.

Видимый свет, инфракрасный свет, радио

Существует много информации, которую стоит изучить в ультрафиолетовом свете, например, пыль, освещенная звездным светом, от облаков вокруг молодых звезд до колец, оставшихся после взрывов звезд...

Но каждый раз, когда в курсе об этом говорится, Менар говорил, что ему всегда нужно сначала извиниться, потому что на текущей карте ультрафиолета всегда будет пустая область, а ультрафиолетовые лучи будут поглощаться озоновым слоем в атмосфере. Даже при наблюдении из космоса несколько телескопов будут наблюдать только один участок неба

Самые большие данные наблюдений получены со спутника НАСА для наблюдения за ультрафиолетом GALEX, который в период с 2003 по 2013 год сделал около 38 000 изображений, охватывающих около двух третей неба.

Он намеренно избегает мест скопления ярких звезд, включая весь диск Млечного Пути

Если вы хотите спросить, можно ли соединить эти снимки, то это технически возможно, но крайне хлопотно: требуется попиксельная калибровка, но у астрономов всегда под рукой более срочные исследования, поэтому такую ​​работу всегда откладывают

эммм..."медленная, низкоприоритетная работа, которую ученые всегда откладывают"

Пусть Клод нарисует небо

Этим летом Менар решил использовать Claude Science для создания этого изображения. Инструкция всего в одном предложении: найдите все УФ-данные, которые только можно найти, унифицируйте их в одном масштабе, синтезируйте картинку, а затем заполните каждый кусочек неба, который никогда не видел ультрафиолетовый телескоп

После того как Клод получает задание, процесс выглядит примерно так:

Сначала найдите общедоступные данные УФ-опроса в Интернете, а затем скачайте их (объем данных здесь огромен, только с GALEX есть десятки тысяч снимков, сделанных за много лет и в разных условиях)

Следующий шаг — очистить данные, чтобы обеспечить внутреннюю согласованность каждого из них, и обработать область вокруг яркой звезды, где будет немного бликов.

Затем система координат выравнивается, а данные, полученные с помощью нескольких инструментов, перекрестно калибруются, перерисовываются с тем же разрешением и выравниваются по одной и той же системе координат.

На всей карте одна треть пустого места. Менар попросил Клода воспользоваться росписью: модель просмотрела большое количество фотографий, чтобы восполнить поврежденные и недостающие части

После нескольких раундов исправлений

разница между исправленным и реальным измерением составляет всего около 10 %

Наконец, Клод рассчитал ультрафиолетовую яркость 100 миллионов звезд на основе измерений видимого света спутника Gaia Европейского космического агентства и наложил их на готовый фон. Первая версия полной UV-карты за весь день находится здесь

От дыр до их заполнения всего четыре шага

Весь конвейер представлен на одной картинке: цилиндр — общедоступные данные, синий прямоугольник — шаги, которые Клод выполнял по правилам, фиолетовый прямоугольник — часть, которую он изучил с помощью статистических методов, а зеленый прямоугольник — слияние и готовый продукт. Шаг интеграции имеет приоритет. Фактические измерения GALEX занимают первое место, а предсказание модели — последнее. Там, где есть реальные измерения, предсказания не имеют права голоса.

Это выглядит сложно, но на самом деле это сложно

Человек в маленькой петле

За всю миссию Клод тоже немного подурил

Однажды ночью Менар просматривал обработанные снимки и увидел, что что-то не так в самом темном участке неба: слабые круги, каждый из которых немного светлее или темнее предыдущего. Эти круги были «следами» единственного выстрела GALEX. Каждый раз, когда GALEX снимает круглую область неба, каждая картинка смешивается со слоем неравномерного ультрафиолетового свечения земной атмосферы. Если он не захвачен полностью, между кружками будет разница в яркости

Эта проблема была включена Клодом в список известных проблем в начале проекта, но карта все же

прошла два раунда проверки другими агентами и, наконец, была обнаружена самим Менаром собственными глазами за одну ночь

Все, что он сказал Клоду, было: «Я вижу диски один за другим, которые представляют собой впечатления от одного наблюдения. Ты можешь их починить?»

Агенты проследили за следами атмосферного свечения, а Клод перекалибровал все 38 000 наблюдений. После нескольких часов работы над этим круг исчез

Круг слева все еще есть, но круг справа исчез

Более десятка итераций

Я работал над этим проектом несколько дней, всего более десяти основных версий. Процесс выглядит следующим образом:

Менар несколько раз переговаривался в Claude Science, чтобы решить, что делать дальше;

Потом Клод продолжал считать самостоятельно в течение нескольких часов, пока снова занимался другими проектами

Вперед и назад

Последнее изображение — это романтика вселенной. Вы можете увидеть светящиеся пылевые облака вокруг молодых ярких звезд и огромные пылевые кольца, оставленные пузырями, выдутыми при взрыве массивных звезд; далеко от диска Млечного Пути находятся слабые пылевые нити, освещенные звездным светом всего Млечного Пути; под диском расположены Большое и Малое Магеллановы Облака, две соседние галактики, заполненные молодыми звездами

В знак признательности он поблагодарил всех, кто участвовал в этих космических миссиях и обнародовал данные, а также поблагодарил агентов Claude Science, которые работали терпеливо. Что касается самого себя:

"Мой вклад ограничивается их руководством"