L'intelligence artificielle envahit de nombreux domaines, plus récemment l'astronomie et la recherche d'une vie intelligente dans l'univers, ou SETI.

Chercheurs de Breakthrough Listen, un projet SETI mené par l'Université de Californie, Berkeley, ont maintenant utilisé l'apprentissage automatique pour découvrir 72 nouveaux sursauts radio rapides provenant d'une source mystérieuse à quelque 3 milliards d'années-lumière de la Terre.

Les rafales radio rapides sont des impulsions lumineuses d'émission radio d'une durée de quelques millisecondes seulement, semble provenir de galaxies lointaines. La source de ces émissions est encore incertaine, toutefois. Les théories vont d'étoiles à neutrons hautement magnétisées projetées par des flux de gaz provenant d'un trou noir supermassif à proximité, aux suggestions que les propriétés d'éclatement sont cohérentes avec les signatures de la technologie développée par une civilisation avancée.

"Ce travail est passionnant non seulement parce qu'il nous aide à comprendre plus en détail le comportement dynamique des sursauts radio rapides, mais aussi en raison de la promesse qu'il montre d'utiliser l'apprentissage automatique pour détecter les signaux manqués par les algorithmes classiques, " dit André Siemion, directeur du Berkeley SETI Research Center et chercheur principal pour Breakthrough Listen, l'initiative de trouver des signes de vie intelligente dans l'univers.

Breakthrough Listen applique également le succès de l'algorithme d'apprentissage automatique pour trouver de nouveaux types de signaux qui pourraient provenir de civilisations extraterrestres.

Alors que la plupart des rafales radio rapides sont ponctuelles, la source ici, FRB 121102, est unique dans l'émission de rafales répétées. Ce comportement a attiré l'attention de nombreux astronomes dans l'espoir d'identifier la cause et la physique extrême impliquée dans les sursauts radio rapides.

Les algorithmes d'IA ont extrait les signaux radio des données enregistrées sur une période de cinq heures le 26 août. 2017, par le télescope Green Bank en Virginie-Occidentale. Une analyse antérieure des 400 téraoctets de données a utilisé des algorithmes informatiques standard pour identifier 21 rafales au cours de cette période. Tous ont été vus en une heure, suggérant que la source alterne entre périodes de quiescence et d'activité frénétique, a déclaré Vishal Gajjar, chercheur postdoctoral à Berkeley SETI.

Ph.D. UC Berkeley l'étudiant Gerry Zhang et ses collaborateurs ont par la suite développé un nouveau puissant algorithme de machine learning et réanalyse des données 2017, trouver 72 rafales supplémentaires non détectées à l'origine. Cela porte le nombre total de sursauts détectés de FRB 121102 à environ 300 depuis sa découverte en 2012.

"Ce travail n'est que le début de l'utilisation de ces méthodes puissantes pour trouver les transitoires radio, " a déclaré Zhang. " Nous espérons que notre succès pourra inspirer d'autres efforts sérieux dans l'application de l'apprentissage automatique à la radioastronomie. "

L'équipe de Zhang a utilisé certaines des mêmes techniques que celles utilisées par les entreprises de technologie Internet pour optimiser les résultats de recherche et classer les images. Ils ont entraîné un algorithme connu sous le nom de réseau de neurones convolutifs pour reconnaître les rafales trouvées par la méthode de recherche classique utilisée par Gajjar et ses collaborateurs, puis lâchez-le sur l'ensemble de données pour trouver les rafales que l'approche classique a manquées.

Les résultats ont permis de poser de nouvelles contraintes sur la périodicité des impulsions du FRB 121102, suggérant que les impulsions ne sont pas reçues avec un motif régulier, au moins si la période de ce motif est supérieure à environ 10 millisecondes. Tout comme les modèles d'impulsions des pulsars ont aidé les astronomes à contraindre les modèles informatiques des conditions physiques extrêmes dans de tels objets, les nouvelles mesures des FRB aideront à comprendre ce qui alimente ces sources énigmatiques, dit Siemion.

« Que les FRB eux-mêmes finissent par se révéler être des signatures de la technologie extraterrestre, Breakthrough Listen aide à repousser les frontières d'un nouveau domaine en croissance rapide de notre compréhension de l'Univers qui nous entoure, " il ajouta.

Les nouveaux résultats sont décrits dans un article accepté pour publication dans Le Journal d'Astrophysique et disponible en téléchargement sur le site Web Breakthrough Listen.