Un gruppo internazionale di scienziati, tra cui alcuni dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), ha usato l’intelligenza artificiale per misurare le dimensioni di galassie distanti fino a circa sette miliardi di anni luce dalla Terra. Come dei veri e propri “sarti galattici”, i ricercatori – coordinati da Nicola R. Napolitano, professore ordinario presso la Sun Yat-sen University (Cina) – hanno sviluppato una rete neurale convoluzionale per determinare i parametri strutturali delle galassie, in particolare le loro dimensioni. La rete neurale ha il vantaggio di “misurare” queste grandezze molto più velocemente rispetto ai metodi tradizionali, che si basano su tecniche computazionali più lente. Si tratta di uno strumento fondamentale per analizzare l’enorme mole di dati che arriverà in futuro da telescopi come Rubin e Euclid, che osserveranno un terzo dell’intera volta celeste. I risultati di queste ricerche sono stati pubblicati oggi sulla rivista The Astrophysical Journal.

“Come un sarto ha l’occhio e l’esperienza per determinare la taglia di una persona per poi confezionare il vestito perfetto, così l’astronomo ha bisogno di conoscere la forma e la taglia delle galassie, che rappresentano informazioni cruciali per capirne la struttura e ricostruire i modelli per spiegare la loro storia evolutiva”, racconta Crescenzo Tortora, ricercatore presso l’INAF di Napoli e coautore dell’articolo. Tortora ha contribuito in questi anni allo sviluppo di queste tecniche anche per trovare lenti gravitazionali.

La rete neurale al centro di questo studio si chiama GaLNet (GAlaxy Light profile convolutional neural NETwork). È la prima volta al mondo che questa tecnica è stata applicata su dati da Terra, dimostrando che l’intelligenza artificiale, molto più veloce e accurata delle tecniche usuali, rappresenta il futuro per questo tipo di misure nelle survey a grande campo, sia da Terra (Rubin/LSST) che dallo spazio (Euclid), che permetteranno di osservare miliardi di galassie. Questi enormi database, alla cui costruzione i ricercatori italiani forniranno un contributo fondamentale proprio grazie all’intelligenza artificiale, permetteranno di studiare i processi fisici che hanno guidato l’evoluzione delle galassie dalle epoche primordiali dell’universo fino a oggi.

 “Nel prossimo futuro i telescopi Euclid e Rubin ci presenteranno dati nelle frequenze ottiche ed infrarosse per milioni se non miliardi di galassie. Il nostro lavoro dimostra che, una volta addestrata la rete, potremo determinarne la taglia velocemente e in maniera precisa. Queste analisi forniranno informazioni mai avute prima sulle proprietà strutturali di galassie di diversa massa, in ammassi, gruppi o isolate nell’universo, e a diverse epoche cosmiche, per tracciare i processi evolutivi che le hanno portate ad essere le galassie che sono, dal loro primo vagito, fino a quando diventeranno anziane e stanche”.

L’intelligenza artificiale è una tecnica sorprendente che evoca immagini di film di fantascienza, ma fa parte pienamente della nostra realtà: è uno strumento come altri per fare scienza. “Noi lo abbiamo usato per misurare le dimensioni delle galassie, lo faremo per miliardi di galassie, per capire come sono nate e come sono cresciute, e come sono arrivate ad essere le galassie che vediamo”, conclude Tortora.

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Autore del post: INAF

Istituto di appartenenza: Brainsinitaly

Ruolo: PRESS OFFICE

Doi originale: 10.3847/1538-4357/ac5ea0

Link diretto alla fonte: https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2022ApJ...929..152L/abstract

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