Слияние нейтронных звезд научились искать за секунду по всплеску гравитационных волн
Определение источника гравитационных волн — непростая задача, ведь «рябь пространства — времени» может дойти до Земли из любой точки космоса. Чем быстрее найдется событие, тем лучше удастся его изучить. Раньше на это уходили часы, а новый алгоритм на основе машинного обучения может обнаружить цель за одну секунду.
В августе 2017 года три детектора сети LIGO-Virgo впервые в истории зарегистрировали всплеск гравитационных волн от слияния двух нейтронных звезд — сигнал GW170817. По данным с трех инструментов удалось достаточно точно определить область небосклона и расстояние до «виновников» события. Спустя 10 часов после гравитационно-волнового всплеска астрономы направили телескопы на этот участок неба. Еще через час удалось определить источник — «килоновую» AT2017gfo, возникшую в результате слияния нейтронных звезд.
Работающая сегодня сеть обсерваторий LIGO-Virgo-KARGA ловит гравитационные волны от слияния нейтронных звезд за несколько минут до того, как до нас «долетает» их электромагнитное излучение. В этих волнах «закодировано» расстояние, местоположение на небе и характер источника волн. «Традиционные» статистические методы анализа неплохо работают, когда сигнал короткий, примерно несколько секунд, как от слияния черных дыр. В случае двойных нейтронных звезд его длительность исчисляется сотнями секунд.
Авторы нового исследования, опубликованного в журнале Nature, разработали алгоритм на основе машинного обучения, который справляется с анализом гравитационно-волновых данных всего за секунду и без допущений, влияющих на точность расчетов.
Ранее эта группа ученых разработала аналогичную систему DINGO для секундного анализа гравитационных волн от слияния черных дыр. К сожалению, оказалось, что алгоритм тоже выдает ненадежные результаты, когда сталкивается с долгими сигналами. Система «ломалась» уже на слиянии маломассивных дыр, когда сигнал превышал по длительности 16 секунд. Как объясняют создатели, с точки зрения нейронных сетей увеличение длительности сигнала до сотен секунд усложняет такой анализ в тысячи раз.
Чтобы упростить задачу, ученые разработали подготовительный алгоритм, который разделил слияния нейтронных звезд на группы по типичным физическим параметрам таких событий. В результате, начиная анализ, система уже имеет какое-то представление о произошедшем. В дальнейшем, чем больше соберется подходящих данных, тем точнее будет работать эта предварительная обработка данных.
Система DINGO-BNS за секунду анализирует гравитационно-волновые данные и оценивает 17 параметров события слияния нейтронных звезд, включая массы компонентов, положение на небе и фотометрическое расстояние. Все это позволяет направить на объект телескопы еще до того, как до нас дойдет его излучение. Причем алгоритм на 30% точнее методов анализа, требующих больше времени. Предварительная оценка параметров сливающихся объектов позволяет заранее определить, какие телескопы лучше всего подойдут для наблюдений за каждым событием.
Свою разработку исследователи протестировали на историческом сигнале GW170817 и сигнале GW190425, а также на различных смоделированных данных. Авторы планируют продолжить развивать систему — в первую очередь разработать подготовительный алгоритм для сливающихся маломассивных черных дыр и пар, состоящих из черной дыры и нейтронной звезды. Пока система создана для работы по запросу при наличии предварительных оценок параметров слияния нейтронных звезд, но в будущем она может работать без перерывов, анализируя все поступающие сигналы в режиме реального времени.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии