En ny era för rymddata
I mer än ett decennium har NEOWISE-teleskopet, drivet av NASA, kartlagt himlen för att hitta asteroider nära jorden. Samtidigt registrerade teleskopet avlägsna stjärnor och galaxer innan uppdraget avslutades 2024. Med nästan 200 miljarder individuella detektioner blev datasetet en guldgruva för astronomer världen över. Mycket av datan låg dock oanalyserad på grund av den enorma volymen, vilket blev ett problem för vanliga datorverktyg.
Här kommer Matteo Paz in i bilden. Bara 17 år gammal utvecklade han VARnet, en modell som effektivt hittade variabla objekt i NEOWISE-data. Matteo hade ett stort intresse för matematik och programmering, vilket tog honom från Pasadena High School vidare till Caltech där han började i Davy Kirkpatricks labb. Kirkpatrick, en erfaren senior forskare och mentor, sade: “Jag kommer att göra allt jag kan för att hjälpa dem” som ett uttryck för sitt engagemang för att stötta nästa generation.
VARnet: tekniken bakom
VARnet använder avancerade metoder för att bearbeta astronomiska tidsserier (ljuskurvor). Genom att kombinera wavelet-dekomposition, modifierad diskret Fouriertransform, och ett konvolutionsneuronalt nätverk (CNN) klassificerar modellen varje ljuskälla i en av fyra kategorier: icke-variabel, tillfälliga händelser, intrinsiska pulserare eller eklipserande binära system. Modellen visade starka resultat med en F1-poäng på 0,91 och kunde bearbeta data på mindre än 53 mikrosekunder per källa, tack vare en kraftfull GPU med 22 GB VRAM (grafikprocessor).
Efter att ha analyserat hela datasetet identifierade VARnet1,5 miljoner potentiella variabla objekt. Dessa kräver noggranna uppföljningsobservationer. Vissa av objekten kan redan vara kända eller visa sig vara falska positiver, samtidigt som projektet har potential att avslöja helt nya fenomen.
Vad som väntar framöver
Utöver sitt direkta bidrag till astronomin ser VARnet möjligheter i annan tidsserieanalys, enligt Matteo Paz. Han nämnde att modellen skulle kunna användas inom områden som atmosfärsforskning, där säsongsvariationer spelar stor roll. Genom att publicera resultaten och göra bättre användning av datan öppnas nya dörrar för tvärvetenskaplig forskning.
Varje steg i projektet visar hur viktigt det är att stötta unga talanger inom forskning. Den varma handledningen från erfarna forskare som Kirkpatrick kan verkligen göra skillnad. Som Kirkpatrick uttryckte det, “Om jag ser deras potential vill jag se till att de når den.”
När den fullständiga katalogen över variabla objekt förväntas publiceras 2025, kommer VARnet att ge forskarsamhället kraftfulla verktyg för att bättre förstå energistruktur i universum, och förhoppningsvis inspirera fler unga forskare att nå nya höjder.
