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Thursday, April 22, 2021

मशीनी-शिक्षण विधियां दुर्लभ ‘चतुष्कोणीय नकल वाले क्वासरों’ की खोज की ओर ले जाती हैं

न्यूफ़ाउंड के चार चतुर्भुज इमर्ज किए गए क्वासरों को यहां (बाएं) दिखाया गया है। छवियों में केंद्रीय वस्तु लेंसिंग आकाशगंगा है, जिसमें से गुरुत्वाकर्षण इस तरह से चार क्वासर छवियों का उत्पादन करने के लिए इस तरह के पीछे से क्वासर से प्रकाश को विभाजित कर रहा है। इन प्रणालियों को मॉडलिंग करने और निगरानी करने से कि विभिन्न छवियां समय के साथ चमक में कैसे बदलती हैं, खगोलविद ब्रह्मांड की विस्तार दर निर्धारित कर सकते हैं और ब्रह्मांड संबंधी समस्याओं को हल करने में मदद कर सकते हैं। साभार: ग्राल सहयोग

मशीन-लर्निंग तकनीकों की मदद से, खगोलविदों की एक टीम ने एक दर्जन क्वासर्स की खोज की है जो स्वाभाविक रूप से होने वाली ब्रह्मांडीय “लेंस” द्वारा विकृत हो गए हैं और चार समान छवियों में विभाजित हैं। क्वासर दूर की आकाशगंगाओं के बेहद चमकदार कोर हैं जो सुपरमैसिव ब्लैक होल द्वारा संचालित होते हैं।


पिछले चार दशकों में, खगोलविदों ने इनमें से लगभग ५० “चौगुनी नकल वाले क्वासर,” या शॉर्ट्स के लिए क्वैड पाया था, जो तब होता है जब एक विशाल आकाशगंगा जो कि क्वासर के सामने बैठने के लिए होती है, उसकी एकल छवि चार में विभाजित हो जाती है। नवीनतम अध्ययन, जो केवल डेढ़ साल में फैला है, इन ज्ञात quads की संख्या में लगभग 25 प्रतिशत की वृद्धि करता है और इन ब्रह्मांडीय विषमताओं की खोज में खगोलविदों की सहायता करने के लिए मशीन सीखने की शक्ति का प्रदर्शन करता है।

“क्वैड सभी प्रकार के सवालों के लिए सोने की खदानें हैं। वे ब्रह्मांड के विस्तार दर को निर्धारित करने में मदद कर सकते हैं, और अन्य रहस्यों को संबोधित करने में मदद कर सकते हैं, जैसे कि डार्क मैटर और क्वासर ‘केंद्रीय इंजन,'” नए के प्रमुख लेखक डैनियल स्टर्न कहते हैं। अध्ययन और जेट प्रोपल्शन प्रयोगशाला में एक शोध वैज्ञानिक, जिसे नासा के लिए कैलटेक द्वारा प्रबंधित किया जाता है। “वे केवल एक हिस्टैक में सुई नहीं हैं, लेकिन स्विस सेना चाकू हैं क्योंकि उनके पास बहुत सारे उपयोग हैं।”

निष्कर्ष, में प्रकाशित किया जाना है द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल, यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी के गैया मिशन सहित कई जमीन और अंतरिक्ष आधारित दूरबीनों के डेटा के साथ मशीन-लर्निंग टूल को मिलाकर बनाया गया था; नासा का वाइड-फील्ड इन्फ्रारेड सर्वे एक्सप्लोरर (या WISE); WMKck वेधशाला पर Maunakea, Hawai ;i; कैलटेक की पालोमर वेधशाला; चिली में यूरोपीय दक्षिणी वेधशाला की नई तकनीक टेलीस्कोप; और चिली में मिथुन दक्षिण दूरबीन।

लौकिक दुविधा

हाल के वर्षों में, ब्रह्मांड के विस्तार दर के सटीक मूल्य पर एक विसंगति सामने आई है, जिसे हबल की स्थिरांक भी कहा जाता है। इस संख्या को निर्धारित करने के लिए दो प्राथमिक साधनों का उपयोग किया जा सकता है: एक हमारे स्थानीय ब्रह्मांड में वस्तुओं की दूरी और गति की माप पर निर्भर करता है, और दूसरा हमारे ब्रह्मांड के जन्म से बचे हुए विकिरण पर आधारित मॉडल से दर को एक्सट्रपलेट करता है, जिसे कहा जाता है लौकिक माइक्रोवेव पृष्ठभूमि। समस्या यह है कि संख्याएँ मेल नहीं खाती हैं।

स्टर्न कहते हैं, “माप में संभावित रूप से व्यवस्थित त्रुटियां हैं, लेकिन इसकी संभावना कम और कम दिख रही है।” “अधिक मोहक, मूल्यों में विसंगति का मतलब यह हो सकता है कि ब्रह्मांड के हमारे मॉडल के बारे में कुछ गलत है और खोज करने के लिए नई भौतिकी है।”

नए क्वासर क्वाड्स, जो टीम ने वुल्फ के पं और ड्रैगन काइट जैसे उपनाम दिए, भविष्य में हबल के निरंतर गणना में मदद करेंगे और यह बता सकते हैं कि दो प्राथमिक माप संरेखण में क्यों नहीं हैं। क्वासर पिछली गणना के लिए उपयोग किए जाने वाले स्थानीय और दूर के लक्ष्यों के बीच होते हैं, इसलिए वे खगोलविदों को ब्रह्मांड की मध्यवर्ती सीमा की जांच करने का एक तरीका देते हैं। हबल के स्थिरांक का एक क्वैसर-आधारित निर्धारण यह संकेत दे सकता है कि दोनों में से कौन सा मान सही है, या, शायद अधिक दिलचस्प रूप से, यह दिखा सकता है कि निरंतर रूप से स्थानीय रूप से निर्धारित और दूर के मूल्य के बीच कहीं निहित है, पहले अज्ञात भौतिकी का एक संभावित संकेत।

मशीनी-शिक्षण विधियां दुर्लभ 'चतुष्कोणित प्रतिरूप क्वासर' की खोज की ओर ले जाती हैं

यह आरेख बताता है कि कैसे चतुष्कोणीय रूप से नकल किए गए क्वैसर, या शॉर्ट के लिए क्वैड्स, आकाश पर उत्पन्न होते हैं। एक दूर के कैसर की रोशनी, अरबों-खरबों साल दूर पड़ी, एक विशाल आकाशगंगा के गुरुत्वाकर्षण से झुकी हुई है जो इसके सामने बैठने के लिए होती है, जैसा कि पृथ्वी पर हमारे दृष्टिकोण से देखा जाता है। प्रकाश के झुकने से भ्रम होता है कि क्वासर अग्रगामी आकाशगंगा के आसपास की चार समान वस्तुओं में विभाजित हो गया है। क्रेडिट: आर। हर्ट (IPAC / Caltech) / द ग्रेल सहयोग

गुरुत्वाकर्षण भ्रम

ब्रह्मांड में क्वैसर छवियों और अन्य वस्तुओं का गुणन तब होता है जब एक अग्रभूमि वस्तु का गुरुत्वाकर्षण, जैसे कि एक आकाशगंगा, उसके पीछे वस्तुओं के प्रकाश को मोड़ता और बढ़ाता है। गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग नामक घटना को पहले भी कई बार देखा गया है। कभी-कभी क्वासर को दो समान चित्रों में लेंस किया जाता है; कम सामान्यतः, उन्हें चार में लेंस किया जाता है।

Caltech में खगोल विज्ञान और डेटा विज्ञान के प्रोफेसर सह लेखक जॉर्ज Djorgovski कहते हैं, “ब्रह्मांड विज्ञान की पढ़ाई के लिए क्वैड्स कॉसमेट से बेहतर होते हैं, जैसे कि कॉस्मेटिक्स, ऑब्जेक्ट्स से दूरी को मापते हैं, क्योंकि वे एक्सक्लूसिवली मॉडलिंग कर सकते हैं।” “वे इन कॉस्मोलॉजिकल माप बनाने के लिए अपेक्षाकृत स्वच्छ प्रयोगशाला हैं।”

नए अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने WISE के डेटा का उपयोग किया, जिसमें अपेक्षाकृत मोटे रिज़ॉल्यूशन होते हैं, संभावित क्वैसर खोजने के लिए, और फिर गैया के तेज रिज़ॉल्यूशन का उपयोग करके यह पता लगाने के लिए कि कौन से WISE क्वैसर संभव चतुर्भुज imasars के साथ जुड़े थे। इसके बाद शोधकर्ताओं ने मशीन-लर्निंग टूल्स को लागू करने के लिए यह पता लगाया कि कौन से उम्मीदवार सबसे अधिक संभावित रूप से नकल किए गए स्रोत हैं और न केवल आकाश में एक दूसरे के करीब बैठे विभिन्न सितारे। केके ऑब्जर्वेटरी के लो रेजोल्यूशन इमेजिंग स्पेक्ट्रोमीटर (LRIS), साथ ही पालोमर ऑब्जर्वेटरी, न्यू टेक्नोलॉजी टेलिस्कोप और जेमिनी-साउथ का उपयोग करते हुए अनुवर्ती टिप्पणियों ने पुष्टि की कि कौन सी वस्तुएं वास्तव में चौदह लाख प्रकाश वर्ष दूर झूठ बोलने वाले क्वासर हैं।

इंसान और मशीनें एक साथ काम कर रही हैं

मशीन-लर्निंग की मदद से पाया गया पहला क्वाटर, जिसका नाम सेंटूरस विक्ट्री है, की पुष्टि बेल्जियम में फ्रांस, और जर्मनी के सहयोगियों के साथ कैलटेक में खर्च की गई एक ऑल-नाइटर टीम के दौरान की गई थी, जबकि ब्राजील में एक समर्पित कंप्यूटर का इस्तेमाल करते हुए सह याद करते हैं। -ओथोर अल्बर्टो क्रोन-मार्टिन्स ऑफ यूसी इरविन। टीम दूर से अपनी वस्तुओं का अवलोकन करते हुए कीक वेधशाला का उपयोग कर रही थी।

“मशीन लर्निंग हमारे अध्ययन के लिए महत्वपूर्ण था, लेकिन यह मानव निर्णयों को बदलने के लिए नहीं है,” क्रोन-मार्टिंस बताते हैं। “हम लगातार एक लर्निंग लूप में मॉडल को प्रशिक्षित और अपडेट करते हैं, जैसे कि मानव और मानव विशेषज्ञता लूप का एक अनिवार्य हिस्सा है। जब हम मशीन-लर्निंग टूल्स के संदर्भ में ‘एआई’ के बारे में बात करते हैं, तो यह संवर्धित होता है। इंटेलिजेंस नहीं आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस। “

“अल्बर्टो न केवल शुरू में इस परियोजना के लिए चतुर मशीन-लर्निंग एल्गोरिदम के साथ आया था, लेकिन यह गैया डेटा का उपयोग करने के लिए उसका विचार था, कुछ ऐसा जो इस तरह की परियोजना के लिए पहले नहीं किया गया था,” जोर्गोवस्की कहते हैं।

“यह कहानी केवल दिलचस्प गुरुत्वाकर्षण लेंस खोजने के बारे में नहीं है,” वह कहते हैं, “लेकिन यह भी कि बड़े डेटा और मशीन सीखने के संयोजन से नई खोज कैसे हो सकती है।”


मलबे आकाशगंगाओं में डबल क्वासर स्पॉट करता है


अधिक जानकारी:
डी। स्टर्न एट अल। Gaia GraL: Gaia DR2 गुरुत्वीय लेंस सिस्टम। VI स्पेक्ट्रोस्कोपिक पुष्टिकरण और मॉडलिंग ऑफ क्वाड्रुपली-इम्डर्ड लेयर्ड क्वासर्स arXiv: 2012.10051 [astro-ph.GA] arxiv.org/abs/2012.10051

WM केके वेधशाला द्वारा प्रदान किया गया

उद्धरण: मशीन-सीखने के तरीकों से दुर्लभ ‘चतुष्कोणीय नकल वाले क्वैसर’ की खोज होती है (2021, 7 अप्रैल) https://phys.org/news/2021-04-machine-learning-methodit-discovery-rare- से 8 अप्रैल 2021 को पुनः प्राप्त quadruply.html

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