एंथ्रोपिक ने खगोलविदों के साथ मिलकर पहला संपूर्ण आकाश यूवी मानचित्र पूरा किया

सार:

एंथ्रोपिक ने एक विज्ञान ब्लॉग पोस्ट किया: जॉन्स हॉपकिन्स विश्वविद्यालय के एक खगोल भौतिकीविद् (एंथ्रोपिक में एक शोधकर्ता) ब्रिस मेनार्ड ने पहला पूर्ण आकाश पराबैंगनी मानचित्र बनाने के लिए अपने स्वयं के वैज्ञानिक अनुसंधान कार्यक्षेत्र क्लाउड साइंस का उपयोग किया। इस मानचित्र में,

आसमान का लगभग एक-तिहाई हिस्सा किसी भी पराबैंगनी दूरबीन द्वारा कभी नहीं देखा गया है और इसकी भविष्यवाणी क्लाउड द्वारा की गई थी

आधिकारिक बयान के मुताबिक, इस काम को करने में कुछ हफ्ते लग गए. क्लाउड की मदद से इसमें कुछ दिन लग गए और मेनार्ड इन दिनों अन्य परियोजनाओं में व्यस्त थे। क्या खास AI4S है

पूरे दिन का UV मानचित्र

यूवी का एक टुकड़ा गायब क्यों है

जब मेनार्ड खगोल भौतिकी की कक्षाएं लेते हैं, तो वह अक्सर छात्रों को यह दिखाकर शुरुआत करते हैं कि एक ही आकाश विभिन्न तरंग दैर्ध्य बैंड में कैसा दिखता है: दृश्य प्रकाश में, मुख्य रूप से तारे होते हैं; अवरक्त में, आकाशगंगा बेल्ट में धूल के कण चमक रहे हैं; रेडियो में, तारे और धूल फीके पड़ जाते हैं, और हाइड्रोजन, तारे बनाने का कच्चा माल, प्रकट होता है; और एक्स-रे में, तारे में विस्फोट और ब्लैक होल में पदार्थ का सर्पिल होना जैसी घटनाएं

दृश्य प्रकाश, अवरक्त, रेडियो

पराबैंगनी प्रकाश में खोजने लायक बहुत सी जानकारी है, जैसे कि तारों की रोशनी से प्रकाशित धूल, युवा तारों के चारों ओर बादलों से लेकर तारे के विस्फोट के बाद बचे हुए छल्लों तक...

लेकिन जब भी पाठ्यक्रम इस बारे में बात करता है, मेनार्ड ने कहा कि उन्हें हमेशा पहले माफी मांगनी होगी, क्योंकि वर्तमान पराबैंगनी मानचित्र में हमेशा एक खाली क्षेत्र होगा, और पराबैंगनी किरणें वायुमंडल में ओजोन परत द्वारा अवशोषित की जाएंगी। अंतरिक्ष से निरीक्षण करते समय भी, कई दूरबीनें आकाश के केवल एक क्षेत्र का ही निरीक्षण करेंगी

यहां का सबसे बड़ा अवलोकन डेटा नासा के पराबैंगनी सर्वेक्षण उपग्रह GALEX से आता है, जिसने 2003 और 2013 के बीच लगभग 38,000 छवियां लीं, जो लगभग दो-तिहाई आकाश को कवर करती हैं।

यह जानबूझकर उन स्थानों से बचता है जहां चमकीले तारे इकट्ठा होते हैं, जिसमें संपूर्ण मिल्की वे डिस्क भी शामिल है

यदि आप पूछना चाहते हैं कि क्या इन चित्रों को एक साथ रखना संभव है, तो यह तकनीकी रूप से संभव है, लेकिन यह बेहद परेशानी भरा है: इसके लिए पिक्सेल-दर-पिक्सेल अंशांकन की आवश्यकता होती है, लेकिन खगोलविदों के पास हमेशा अधिक जरूरी शोध होता है, इसलिए इस तरह का काम हमेशा टाल दिया जाता है

एम्म्म..."धीमा, कम प्राथमिकता वाला काम जिसे वैज्ञानिक हमेशा टाल देते हैं"

क्लाउड को आकाश बनाने दें

इस गर्मी में, मेनार्ड ने इस छवि को बनाने के लिए क्लाउड साइंस का उपयोग करने का निर्णय लिया। निर्देश केवल एक वाक्य है: सभी यूवी डेटा को ढूंढें जो पाया जा सकता है, इसे एक ही पैमाने पर एकीकृत करें, एक तस्वीर को संश्लेषित करें, और फिर आकाश के हर टुकड़े को भरें जिसे पराबैंगनी दूरबीन द्वारा कभी नहीं देखा गया है

क्लाउड को कार्य मिलने के बाद, प्रक्रिया लगभग इस प्रकार है:

पहले सार्वजनिक रूप से उपलब्ध यूवी सर्वेक्षण डेटा को ऑनलाइन खोजें, और फिर इसे डाउनलोड करें (यहां डेटा की मात्रा बहुत बड़ी है, अकेले GALEX से हजारों तस्वीरें हैं, जो कई वर्षों में और विभिन्न परिस्थितियों में ली गई हैं)

अगला कदम प्रत्येक डेटा को आंतरिक रूप से सुसंगत बनाने के लिए डेटा को साफ करना और चमकीले तारे के आसपास के क्षेत्र को संसाधित करना है, जहां कुछ चमक होगी

फिर समन्वय प्रणाली को संरेखित किया जाता है, और कई उपकरणों के माध्यम से प्राप्त डेटा को क्रॉस-कैलिब्रेटेड किया जाता है, एक ही रिज़ॉल्यूशन पर फिर से तैयार किया जाता है, और एक ही समन्वय प्रणाली में संरेखित किया जाता है

पूरे मानचित्र में एक तिहाई रिक्त स्थान है। मेनार्ड ने क्लाउड को इनपेंटिंग का उपयोग करने के लिए कहा: मॉडल ने क्षतिग्रस्त और गायब हिस्सों को भरने के लिए बड़ी संख्या में तस्वीरें देखी

सुधार के कई दौर के बाद,

सही किए गए माप और वास्तविक माप के बीच का अंतर केवल लगभग 10% है

अंत में, क्लाउड ने यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी के गैया उपग्रह के दृश्य प्रकाश माप के आधार पर <कोड>100 मिलियन सितारों की पराबैंगनी चमक की गणना की, और उन्हें पूर्ण पृष्ठभूमि पर सुपरइम्पोज़ किया। पूरे दिन के संपूर्ण यूवी मानचित्र का पहला संस्करण यहां है

गड्ढों को भरने से लेकर उन्हें भरने तक, कुल मिलाकर चार चरण होते हैं

पूरी पाइपलाइन एक तस्वीर में है: सिलेंडर सार्वजनिक डेटा है, नीला बॉक्स वह चरण है जो क्लाउड ने नियमों के अनुसार किया है, बैंगनी बॉक्स वह हिस्सा है जिसे उसने सांख्यिकीय तरीकों का उपयोग करके सीखा है, और हरा बॉक्स संलयन और तैयार उत्पाद है। एकीकरण कदम को प्राथमिकता दी गई है। GALEX वास्तविक माप को पहले स्थान पर रखा गया है, और मॉडल पूर्वानुमान को अंतिम स्थान पर रखा गया है। जहां वास्तविक माप होता है, वहां भविष्यवाणी का कोई प्रभाव नहीं पड़ता।

यह जटिल दिखता है, लेकिन वास्तव में यह जटिल है

एक छोटे से चक्र में इंसान

पूरे मिशन के दौरान, क्लाउड ने थोड़ा मूर्ख भी बनाया

एक रात, मेनार्ड ने संसाधित चित्रों को देखा और देखा कि आकाश के सबसे अंधेरे क्षेत्र में कुछ गड़बड़ थी: हल्के वृत्त, प्रत्येक अगले की तुलना में थोड़ा हल्का या गहरा। ये वृत्त GALEX के एक शॉट के "पदचिह्न" थे। जब भी GALEX एक वृत्ताकार आकाश क्षेत्र लेता है, तो प्रत्येक चित्र पृथ्वी के वायुमंडल से असमान पराबैंगनी चमक की एक परत के साथ मिश्रित होता है। यदि इसे पूरी तरह से कैप्चर नहीं किया गया, तो वृत्तों के बीच चमक में अंतर होगा।

इस मुद्दे को प्रोजेक्ट की शुरुआत में क्लाउड द्वारा ज्ञात मुद्दों की सूची में शामिल किया गया था, लेकिन नक्शा अभी भी

अन्य एजेंटों द्वारा समीक्षा के दो दौर से गुजरा, और अंततः मेनार्ड ने एक रात में अपनी आंखों से इसकी खोज की

उन्होंने क्लाउड से बस इतना कहा: "मैं एक के बाद एक डिस्क देख सकता हूं, जो एक ही अवलोकन के प्रभाव हैं। क्या आप उन्हें ठीक कर सकते हैं?"

एजेंटों ने वायुमंडलीय चमक के निशानों का अनुसरण किया और क्लाउड ने सभी <कोड>38,000 अवलोकनों को पुन: कैलिब्रेट किया। कई घंटों तक इस पर काम करने के बाद, सर्कल ख़त्म हो गया

बाईं ओर अभी भी एक वृत्त है, लेकिन दाईं ओर का वृत्त चला गया है

एक दर्जन से अधिक पुनरावृत्तियाँ

मैं इस प्रोजेक्ट पर कई दिनों से काम कर रहा हूं, जिसके कुल मिलाकर दस से अधिक प्रमुख संस्करण हैं। प्रक्रिया इस प्रकार है:

आगे क्या करना है यह तय करने के लिए मेनार्ड ने क्लाउड साइंस में कई बार आगे-पीछे बातचीत की;

इसके बाद क्लाउड अन्य परियोजनाओं पर काम करने के लिए वापस चला गया और कई घंटों तक अकेले गिनती करता रहा।

आगे-पीछे

अंतिम छवि ब्रह्मांड का रोमांस है। आप युवा चमकदार सितारों के चारों ओर चमकते धूल के बादल देख सकते हैं, और विशाल सितारों के विस्फोट से फूटे बुलबुले द्वारा छोड़े गए विशाल धूल के छल्ले देख सकते हैं; मिल्की वे डिस्क से बहुत दूर, पूरे मिल्की वे की तारों की रोशनी से रोशन धुंधली धूल के तंतु हैं; डिस्क के नीचे बड़े और छोटे मैगेलैनिक बादल, युवा सितारों से भरी दो पड़ोसी आकाशगंगाएँ हैं

स्वीकृति में, उन्होंने उन सभी को धन्यवाद दिया जिन्होंने इन अंतरिक्ष अभियानों में भाग लिया और डेटा सार्वजनिक किया, और क्लाउड साइंस के एजेंटों को भी धन्यवाद दिया जिन्होंने धैर्यपूर्वक काम किया। जहाँ तक स्वयं की बात है:

"मेरा योगदान उन्हें मार्गदर्शन देने तक ही सीमित है"