A Anthropic se uniu a astrônomos para completar o primeiro mapa UV completo de todo o céu

Resumo:

Anthropic postou um blog científico: Brice Ménard, astrofísico da Universidade Johns Hopkins (também pesquisador da Anthropic), usou sua própria bancada de pesquisa científica, Claude Science, para fazer o primeiro mapa ultravioleta completo de todo o céu. Neste mapa,

cerca de um terço do céu nunca foi visto por nenhum telescópio ultravioleta e foi previsto por Claude

De acordo com o comunicado oficial, demorou algumas semanas para fazer este trabalho. Demorou alguns dias com a ajuda de Claude, e Ménard estava ocupado com outros projetos atualmente. Que AI4S especial

Mapa UV durante todo o dia

Por que falta um pedaço de UV

Quando Ménard tem aulas de astrofísica, muitas vezes começa por mostrar aos alunos como é o mesmo céu em diferentes bandas de comprimento de onda: na luz visível, existem principalmente estrelas; no infravermelho, as partículas de poeira no cinturão da Via Láctea brilham; no rádio, as estrelas e a poeira desaparecem, e o hidrogênio, a matéria-prima para fazer estrelas, aparece; e nos raios X, fenômenos como explosões estelares e matéria espiralando em buracos negros

Luz visível, infravermelho, rádio

Há muita informação que vale a pena explorar na luz ultravioleta, como a poeira iluminada pela luz das estrelas, desde nuvens ao redor de estrelas jovens até anéis deixados para trás após explosões estelares...

Mas toda vez que o curso fala sobre isso, Ménard disse que sempre tem que se desculpar primeiro, porque o mapa ultravioleta atual sempre terá uma área vazia, e os raios ultravioleta serão absorvidos pela camada de ozônio da atmosfera. Mesmo ao observar do espaço, vários telescópios observarão apenas uma área do céu

Os maiores dados observacionais aqui vêm do satélite de pesquisa ultravioleta GALEX da NASA, que obteve cerca de 38.000 imagens entre 2003 e 2013, cobrindo cerca de dois terços do céu.

Ele evita deliberadamente locais onde estrelas brilhantes se reúnem, incluindo todo o disco da Via Láctea

Se você quiser perguntar se é possível reunir essas imagens, é tecnicamente possível, mas é extremamente problemático: requer calibração pixel por pixel, mas os astrônomos sempre têm pesquisas mais urgentes em mãos, então esse tipo de trabalho é sempre adiado.

emmm..."o trabalho lento e de baixa prioridade que os cientistas sempre adiam"

Deixe Claude inventar o céu

Neste verão, Ménard decidiu usar Claude Science para criar esta imagem. A instrução é apenas uma frase: encontre todos os dados UV que podem ser encontrados, unifique-os na mesma escala, sintetize uma imagem e então preencha cada pedaço do céu que nunca foi visto por um telescópio ultravioleta

Depois que Claude recebe a tarefa, o processo é mais ou menos assim:

Primeiro pesquise on-line os dados de pesquisa UV disponíveis publicamente e depois baixe-os (a quantidade de dados aqui é enorme, há dezenas de milhares de fotos apenas do GALEX, tiradas ao longo de muitos anos e sob diferentes condições)

A próxima etapa é limpar os dados para torná-los internamente consistentes e processar a área ao redor da estrela brilhante, onde haverá algum brilho

Em seguida, o sistema de coordenadas é alinhado e os dados obtidos por meio de vários instrumentos são calibrados cruzadamente, redesenhados para a mesma resolução e alinhados ao mesmo sistema de coordenadas

Há um terço do espaço em branco em todo o mapa. Ménard pediu a Claude que usasse pintura interna: a modelo olhou um grande número de fotos para preencher as partes danificadas e faltantes

Após várias rodadas de correções,

a diferença entre a medida corrigida e a medição real é de apenas cerca de 10%

Finalmente, Claude calculou o brilho ultravioleta de 100 milhões de estrelas com base nas medições de luz visível do satélite Gaia da Agência Espacial Europeia, e sobrepôs-as ao fundo completo. A primeira versão do mapa UV completo para todo o dia está aqui

Desde preencher os buracos até preenchê-los, há quatro etapas no total

Todo o pipeline está em uma imagem: o cilindro são dados públicos, a caixa azul são as etapas que Claude realizou de acordo com as regras, a caixa roxa é a parte que ele aprendeu usando métodos estatísticos e a caixa verde é a fusão e o produto acabado. A etapa de integração é priorizada. A medição real do GALEX é classificada em primeiro lugar e a previsão do modelo é classificada em último. Onde há medição real, a previsão não tem palavra a dizer.

Parece complicado, mas na verdade é complicado

Humano em um pequeno loop

Durante toda a missão, Claude também fez papel de bobo

Uma noite, Ménard olhou as imagens processadas e viu que algo estava errado na área mais escura do céu: círculos tênues, cada um um pouco mais claro ou mais escuro que o seguinte. Esses círculos eram as “pegadas” de um único tiro de GALEX. Cada vez que o GALEX tira uma área circular do céu, cada imagem é misturada com uma camada de brilho ultravioleta irregular da atmosfera terrestre. Se não for capturado completamente, haverá uma diferença de brilho entre os círculos

Este problema foi incluído na lista de problemas conhecidos por Claude no início do projeto, mas o mapa ainda

passou por duas rodadas de análises por outros agentes e foi finalmente descoberto pelo próprio Ménard com seus próprios olhos em uma noite

Tudo o que ele disse a Claude foi: "Posso ver discos um após o outro, que são as impressões de uma única observação. Você pode corrigi-los?"

Os agentes seguiram os traços do brilho atmosférico e Claude recalibrou todas as 38.000 observações. Depois de trabalhar nisso por várias horas, o círculo desapareceu

Ainda há um círculo à esquerda, mas o círculo à direita desapareceu

Mais de uma dúzia de iterações

Estou trabalhando neste projeto há vários dias, com mais de dez versões principais no total. O processo segue este:

Ménard conversou várias vezes com Claude Science para decidir o que fazer a seguir;

Então Claude continuou contando sozinho por várias horas enquanto voltava a trabalhar em outros projetos

Voltar e voltar

A imagem final é um romance do universo. Você pode ver as nuvens de poeira brilhantes ao redor de estrelas jovens e brilhantes e os enormes anéis de poeira deixados pelas bolhas expelidas pela explosão de estrelas massivas; longe do disco da Via Láctea, existem tênues filamentos de poeira iluminados pela luz das estrelas de toda a Via Láctea; abaixo do disco estão as Grandes e Pequenas Nuvens de Magalhães, duas galáxias vizinhas cheias de estrelas jovens

No agradecimento, agradeceu a todos que participaram dessas missões espaciais e divulgaram os dados, e também agradeceu aos agentes da Claude Science que trabalharam pacientemente. Quanto a ele:

"Minha contribuição se limita a orientá-los"