Hubble Asteroid Hunter - spolupráce vědy, laiků a umělé inteligence

Dnešní blog se zabývá jedním z projektů, do kterých byly zapojeny nejen teleskopy a vědci, kteří je obsluhují. Tentokrát se ho zúčastnila i laická veřejnost. 

Vědci jim nadneseně říkají vesmírné smetí. Není divu - vadí jim při pozorování vzdálených objektů, jakými jsou galaxie nebo hvězdokupy. Na snímku se jim kromě pozorovaného objektu znenadání objeví bílá šmouha. 

Tentokrát ovšem není řeč o satelitech na oběžné dráze. Řeč je o malých asteroidech, které se potulují Sluneční soustavou. 

Zatímco u satelitů máme naději, že se časem pokazí a celá věc se vyřeší tím, že shoří v atmosféře, přirozené smetí se z našeho blízkého vesmírného okolí jen tak neztratí. Navíc vůbec neškodí vědět, po jakých drahách se pohybuje a odhadnout, jestli je pro naši planetu nebezpečné. 

Existuje tedy celé vědecké odvětví, které se jimi zabývá. Tito vědci se pak z náhodných šmouh na obrázcích dalekých objektů spíše radují. Ale ani odborníci, kteří zkoumají malé asteroidy a planetky, nemají lehký úděl. Kolegové je totiž zásobují… obrovským množstvím dat. 

Sami je zpracovat nestihnou a ani počítače neměly při katalogizaci snímků štěstí. A tak vědci založili projekt, ve kterém požádali o pomoc laickou veřejnost. Vyhodnotit snímky oblohy a najít v nich stopy po asteroidech vlastně není žádné velké umění. Lidský mozek je v mnoha směrech výkonnější než počítač - a na hledání stop je trénovaný běžným životem. 

Hubble Asteroid Hunter

V červnu 2019 spustila mezinárodní skupina astronomů projekt Hubble Asteroid Hunter. Byla to součást většího projektu Zooniverse. Stejně jako podobné projekty (některé se zabývaly pozorováním kráterů na Měsíci, jiné velkými asteroidy nebo třeba spirálními rameny v galaxiích), se spoléhal na kooperaci stovek a tisíců nadšenců z řad laiků. I když se to může zdát zvláštní, k tomu, aby člověk dosáhl při hledání asteroidů opravdu dobrých výsledků, není nutný dlouhý výcvik. Zpravidla stačí krátké několikaminutové zaškolení. 

V archivech vesmírného teleskopu se nacházelo kolem 37 000 kompozitních snímků, pořízených v období od 30. dubna 2002 do 14. března 2021 kamerami Advanced Camera for Surveys a Wide Field Camera 3. Pozorování objektu trvá oběma přístrojům kolem půl hodiny, na jejich snímcích se tedy objevují asteroidy a planetky jako zřetelné protáhlé šmouhy. 

Hubbleův teleskop obíhá kolem Země, která navíc obíhá kolem Slunce. Stejně tak kolem Slunce obíhá i pozorovaný asteroid. Během dlouhé expozice se tedy zdá, že se planetka (na rozdíl od vzdálených hvězd nebo galaxií) na snímku pohybuje a zanechává světelnou stopu. Díky složení všech pohybů Země, teleskopu i samotného objektu pak jsou takové stopy různě zakřivené.

Webové stránky Hubble Asteroid Hunter zaznamenaly dva miliony kliknutí. Celkem 11 482 dobrovolníků našlo 1488 objektů, které se nacházely na přibližně jednom procentu archivovaných snímků. 

Astronomové pak použili tyto nálezy od laických pozorovatelů k tréninku automatizovaného algoritmu strojového učení. Umělá inteligence se tak naučila ve zbývajících archivních datech vyhledávat další stopy asteroidů. A i ona byla úspěšná. Objevila přibližně 900 objektů a přes dva tisíce dalších možných stop vesmírného “smetí”. 

Vědci tyto stopy následně zkontrolovali. Poté, co vyloučili, že se na snímcích jedná například o vliv kosmického záření na detektor dalekohledu, získali nakonec ze 1316 snímků teleskopu 1701 dosud neobjevených stop asteroidů. 

Některé z těchto objektů vědci už znali - větší část (přibližně dvě třetiny) byly ovšem dosud neznámé. 

Tím ale samozřejmě celá věc nekončí. Zjistit, že se v našem vesmírném okolí potuluje spousta malých objektů nestačí. V budoucnu chtějí astronomové využít snímky z vesmírných teleskopů k určení jejich vzdálenosti a studiu jejich drah.

Zdroje:https://www.zooniverse.org/projects/sandorkruk/hubble-asteroid-hunter/classify, Max Planck Institut,https://www.zooniverse.org/projects/sandorkruk/hubble-asteroid-hunter/about/results