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 Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Нуклеосомы — основные «катушки» упаковки ДНК — почти всегда находятся в искаженном состоянии, а не в аккуратной и стабильной форме, как считалось десятилетиями. Именно через такие микроскопические изменения, как выяснили ученые, клетка регулирует работу генов — а значит, управляет развитием, реакцией на внешние раздражители и даже возникновением болезней.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Шведские биологи отследили миграцию обыкновенного соловья с помощью миниатюрных датчиков-рюкзаков. Как оказалось, при пересечении Сахары и Аравийской пустыни птицы летят только по ночам и не ищут пищу. Соловьи преодолевают пустыню без дозаправки, полагаясь лишь на накопленный заранее жир.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
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