Een middelbare scholier uit Californië heeft zojuist iets ontdekt wat niemand had verwacht: 1,5 miljoen verborgen ruimteobjecten. Met niets anders dan AI daagt hij alles uit wat we dachten te weten over het universum.
In een opmerkelijke wending die onze kijk op ruimteverkenning op zijn kop zet, heeft een middelbare scholier in Californië een ontdekking gedaan die ons begrip van de kosmos wel eens volledig zou kunnen veranderen. Matteo Paz, een tiener met een scherp gevoel voor informatica, heeft een kunstmatig intelligent model ontwikkeld dat 1,5 miljoen ruimteobjecten heeft ontdekt die tot nu toe onbekend waren voor astronomen. De objecten waren verborgen in een enorme dataset die was verzameld door NASA’s NEOWISE-missie, een project dat is opgezet om asteroïden in de buurt van de aarde te volgen.
Het begin van een onverwachte ontdekking
Matteo Paz’ reis naar de verre ruimte begon in de zomer van 2022, toen hij deelnam aan Caltech’s Planet Finder Academy. Het programma, onder leiding van professor Andrew Howard, heeft als doel middelbare scholieren direct in contact te brengen met geavanceerd astronomisch onderzoek. Paz werd begeleid door Davy Kirkpatrick, senior wetenschapper bij het Infrared Processing and Analysis Center (IPAC) van Caltech, en samen begonnen ze de schat aan gegevens van de NEOWISE-missie te verkennen.
NEOWISE was oorspronkelijk ontworpen om asteroïden in de buurt van de aarde te observeren en te volgen, en had meer dan tien jaar lang infraroodgegevens verzameld die de hele hemel bestreken. Hoewel de missie haar primaire doel bereikte, verzamelde ze ook waardevolle informatie over verre objecten, met name objecten die in de loop van de tijd ongebruikelijke helderheidsvariaties vertoonden. Deze variaties, soms veroorzaakt door quasars, dubbelsterren of supernova’s, waren vaak moeilijk te lokaliseren met traditionele analysemethoden.
De kracht van AI in ruimteverkenning
Geconfronteerd met een dataset die snel de 200 miljard gegevenspunten naderde, was het Caltech-team van plan om slechts een klein deel handmatig te analyseren. Paz, met zijn achtergrond in computerwetenschappen, wiskunde en programmeren, zag echter een andere mogelijkheid. Hij stelde voor om machine learning te gebruiken om de enorme dataset te verwerken, een oplossing waar nog niemand eerder aan had gedacht.
In slechts zes weken tijd bouwde Paz een op Fourier en wavelets gebaseerd machine learning-model dat was ontworpen om de zwakste signalen van helderheidsfluctuaties in de infraroodgegevens te identificeren. Zijn inspanningen wierpen al snel hun vruchten af. Het model begon subtiele variaties in het licht te detecteren die voorheen onopgemerkt waren gebleven. Naarmate de AI zijn vermogen om ongebruikelijke patronen te herkennen verfijnde, signaleerde het potentiële nieuwe objecten en activiteiten in de uitgestrekte ruimte.
Uitdagingen overwinnen en de volgende generatie begeleiden
De doorbraak van Paz was niet alleen een technologische prestatie, maar ook een bewijs van de kracht van mentorschap. Tijdens het project, dat is gepubliceerd in The Astronomical Journal, werkte Paz nauw samen met een team van onderzoekers van Caltech, waaronder Shoubaneh Hemmati, Daniel Masters, Ashish Mahabal en Matthew Graham. Deze experts leverden cruciale ondersteuning bij het verfijnen van de machine learning-technieken die uiteindelijk zouden leiden tot de ontdekking van de verborgen objecten.
De reis verliep echter niet zonder obstakels. De observatieritmes van de NEOWISE-missie hadden beperkingen waardoor het moeilijk was om bepaalde soorten variabele objecten te detecteren, namelijk objecten die te langzaam of te snel veranderden. Het AI-model van Paz, dat deze variaties in helderheid in de loop van de tijd kon volgen, bleek van cruciaal belang om deze uitdaging het hoofd te bieden. Zijn werk heeft geleid tot de ontdekking van nieuwe sterren en andere verschijnselen, wat de deur opent voor verder onderzoek en verkenning.
Nu, als betaalde medewerker bij Caltech, blijft Paz zijn model verfijnen en de grenzen verleggen van wat zijn AI kan bereiken. Hij begeleidt ook jongere studenten in de Planet Finder Academy, zodat de volgende generatie onderzoekers over de tools en inspiratie beschikt om de ruimte op nieuwe manieren te verkennen.
Een ontdekking die onze kijk op het universum kan veranderen
De catalogus met 1,5 miljoen nieuwe objecten die door de AI van Paz zijn ontdekt, zal in 2025 worden gepubliceerd en biedt nieuwe inzichten in de evolutie van verre sterren en sterrenstelsels. Dankzij deze bevindingen kunnen astronomen het langetermijngedrag bestuderen van hemellichamen die voorheen onzichtbaar waren. Hoewel de ontdekking zijn oorsprong vindt in ruimteonderzoek, ziet Paz mogelijkheden voor bredere toepassingen van zijn model, onder meer op het gebied van economie en milieumonitoring, waar tijdelijke gegevens een cruciale rol spelen.
Als middelbare scholier met een uitzonderlijk begrip van machine learning en astronomische gegevens, illustreert het succes van Paz het potentieel van jong talent in combinatie met de juiste middelen. Zijn werk onderstreept ook de kracht van geavanceerde technologie, met name kunstmatige intelligentie, om de onzichtbare mysteries van ons universum te ontrafelen.
