Un poderoso software llamado Morpheus puede analizar datos de imágenes astronómicas píxel por píxel para identificar y clasificar todas las galaxias y estrellas en grandes conjuntos de datos de investigaciones de astronomía. Morpheus es un sistema de aprendizaje profundo que incorpora muchas tecnologías basadas en IA para el reconocimiento de imágenes.
Según Brant Robertson, profesor de astronomía y astrofísica que dirige el Grupo de Investigación de Astrofísica Computacional en la Universidad de California en Santa Cruz, los datos de astronomía han aumentado significativamente en los últimos años, lo cual hace más complejo el trabajo de análisis e investigación que comúnmente hacían los astrónomos.
“Hay algunas cosas que simplemente no podemos hacer como humanos, por lo que tenemos que encontrar formas de usar las computadoras para hacer frente a la gran cantidad de datos que vendrán en los próximos años a partir de grandes proyectos de investigaciones astronómicas”, dijo a la revista Science.
Robertson trabajó con Ryan Hausen, un estudiante graduado en ciencias de la computación en la Escuela de Ingeniería Baskin de la UCSC, quien desarrolló y probó Morpheus en los últimos dos años. Ambos pusieron a disposición el código en línea para demostraciones.
En efecto, los astrónomos ya estaban esperando esta tecnología, sobre todo con el amplio volumen de trabajo que están dejando los observatorios modernos. La investigación a gran escala Legacy Survey of Space and Time (LSST) que se llevará a cabo en el Observatorio Vera Rubin ahora en construcción en Chile, por ejemplo, arrojará 800 imágenes panorámicas cada noche con una cámara de 3.200 millones de píxeles, registrando todo el cielo visible dos veces por semana.
“Imagínense que son astrónomos y les pidió que clasifiquen miles de millones de objetos, ¿cómo podrían hacer eso? Ahora podremos clasificar automáticamente esos objetos y usar esa información para aprender sobre la evolución de las galaxias”, dijo Robertson.
De acuerdo con el astrónomo, la clasificación a nivel de píxel es otra ventaja importante de Morpheus: “Con otros modelos, hay que saber que hay algo allí y alimentar al modelo con una imagen, y clasifica toda la galaxia a la vez”, dijo. “Morpheus descubre las galaxias por ti, y lo hace píxel por píxel, por lo que puede manejar imágenes muy complicadas, donde podrías tener una esferoidal justo al lado de un disco. Para un disco con una protuberancia central, clasifica la protuberancia por separado. En ese orden, es muy poderoso”.
¿Cómo funciona? Morpheus procesa una imagen de un área determinada del cielo y genera un nuevo conjunto de imágenes de esa muestra, que presenta todos los objetos están codificados por colores según su morfología, separando los objetos astronómicos del fondo e identificando fuentes puntuales (estrellas) y diferentes tipos de galaxias. Tiene un alto nivel de confianza para la clasificación, con la ayuda de la supercomputadora lux de UCSC, que permite generar rápidamente un análisis de píxel por píxel para todo el conjunto de datos.
Este trabajo ha sido respaldado por la NASA y la National Science Foundation.
