クロード・サイエンス、紫外線で全天地図を作成
- •ブリス・メナールとクロード・サイエンスが、遠紫外線154nmと近紫外線232nmを組み合わせた全天地図を作成
- •紫外線観測がなかった空の約3分の1をAIエージェントが推定し、検証では実測値との差を約10％以内に
- •地図に現れた淡い円形の跡を受け、クロードがGALEXの観測データ3万8,000件すべての大気光を補正
ジョンズ・ホプキンス大学の天体物理学者でAnthropicの研究者でもあるブリス・メナールは、この夏、クロード・サイエンスと協力し、本人が紫外線による初の全天地図と説明する地図を作成しました。地図は遠紫外線154nmと近紫外線232nmを組み合わせています。天の川銀河の銀河面の大部分を含む約3分の1は紫外線観測がなく、周囲のパターンから推定されました。別のレイヤーには各画素が実測か推定か、また推定の不確実性が示されています。メナールは、この地図が学生による紫外線で見た天の川の構造の理解に役立つと述べています。
地球のオゾン層は紫外線を吸収するため、観測には宇宙望遠鏡が必要です。50年以上にわたり望遠鏡が空の一部を地図化してきましたが、最大のデータセットであるNASAのGALEXミッションは、2003年から2013年までの約3万8,000件の観測で全天の約3分の2をカバーしました。GALEXは検出器を守るため、天の川銀河面の多くを含む非常に明るい恒星の周辺を観測対象から外しました。NASAのSwiftと韓国のFIMS/SPEARのデータが一部の空白を補いましたが、未観測域は残りました。メナールによると、地図を手作業で完成させるには、画素ごとの較正と分析の反復に数週間かかるところでした。
クロード・サイエンスはAIエージェントを連携させ、公開された紫外線サーベイの検索とデータ取得、観測間の不整合の補正、明るい恒星の周囲のまぶしさの除去、異なる観測機器によるサーベイの統合を進めました。エージェントはデータを相互較正し、画像の解像度をそろえ、共通の座標系に合わせました。未観測域を補う際、クロードは周辺のパターンから画像の欠損部を再構成するインペインティングを使いました。また、紫外線地図がある全天の約3分の2で、紫外線の明るさと可視光、赤外線、電波の観測との関係を学習し、残る3分の1の紫外線の明るさと不確実性を推定しました。
メナールは、既知の紫外線データを隠してモデルに再構成させ、推定値を検証しました。数回の改良を経て、予測値と実測値の差は約10％以内になりました。クロードはさらに、欧州宇宙機関（ESA）のガイア衛星による可視光の測定から推定した1億を超える恒星の推定値を追加しました。最初の全天地図が完成した後、メナールはGALEXの3万8,000件の観測の跡として残った淡い円を見つけました。円は地球大気の紫外線の光り方にむらがあったために生じていました。エージェントが原因を突き止め、クロードが3万8,000件すべての観測を補正すると、数時間の処理後に円は消えました。
メナールとクロードは数日間で十数種類を超える版を作成しました。クロードはメナールとの計画のやりとりの合間に、数時間に及ぶ計算を処理しました。完成した地図には、若い恒星の周囲の塵雲、大質量星の爆発による環やループ、銀河面から離れた淡い塵の筋、大小マゼラン雲が描かれています。メナールは、ほかの標準的な地図と並ぶ教育資料として活用でき、研究時間を犠牲にせずにプロジェクトを終えられたと述べました。データはNASAのGALEXとSwift、韓国のFIMS/SPEAR、欧州のTD-1、ESAのプランクとガイアから得られ、メナールは自身の役割をエージェントの指揮と説明しています。