Des amas de galaxies découverts dans les données Planck grâce à l'intelligence artificielle

Publié par Redbran le 12/01/2022 à 13:00
Source: CNRS INSU
Pour la première fois, en tirant avantage des méthodes novatrices de l'intelligence artificielle, une équipe de l'IAS a découvert, dans des observations du satellite Planck, des milliers d'amas de galaxies, publiés dans un nouveau catalogue.


Cette image pourrait nous montrer la naissance de plus de 200 futurs amas de galaxies (Un amas de galaxies est l'association de plus d'une centaine de galaxies liées entre elles par la...), à une époque où l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) n'avait que trois milliards d'années. Image téléscopes Herschel et Planck ©ESA

Les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) du satellite Planck (Planck est un satellite artificiel de l'Agence spatiale européenne qui doit être lancé en...) ont déjà été utilisées à trois reprises dans la collaboration pour produire des catalogues d'amas de galaxies (Galaxies est une revue française trimestrielle consacrée à la science-fiction. Avec...) (ESZ-2009, PSZ1-2013, PSZ2-2015) en détectant l'effet Sunyaev - Zeld'ovich (SZ) qui trace (TRACE est un télescope spatial de la NASA conçu pour étudier la connexion entre le...) le gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et...) chaud des amas de galaxies. La technique employée était celle du filtrage adapté multi fréquences appliqué aux six fréquences de l'instrument HFI (High Frequency Instrument) de Planck.

Dans cette toute nouvelle analyse, les auteurs ont procédé en deux étapes. Tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) d'abord, une carte du ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.) de l'effet SZ a été créée à partir des six cartes HFI. Ensuite, un réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des...) de neurones entraîné sur des amas connus a été appliqué pour éliminer les pixels de la carte ayant une très faible probabilité (La probabilité (du latin probabilitas) est une évaluation du caractère probable d'un...) de tracer le gaz chaud. Un filtre (Un filtre est un système servant à séparer des éléments dans un flux.) a ensuite été utilisé pour ne garder que les ensembles de pixels traçant les amas de galaxies. Le catalogue final ainsi obtenu contient près de 4000 candidats d'amas de galaxies, dont seuls 10 % ont des probabilités non négligeables d'être des faux positifs. Ce nouveau catalogue est mis à disposition de la communauté au sein de la base de données (En informatique, une base de données (Abr. : « BD » ou...) d'amas de galaxies SZ de IDOC (IAS, http://szcluster-db.ias.u-psud.fr) et par le CDS (Centre de Données de Strasbourg).

Cette analyse est le fruit (En botanique, le fruit est l'organe végétal protégeant la graine....) de nombreux développements sur plusieurs années, consacré à la production des catalogues d'amas de galaxies de Planck ainsi qu'à leur validation. Cette étape de validation, mettant en commun des analyses statistiques (La statistique est à la fois une science formelle, une méthode et une technique. Elle...) et caractéristiques physiques, avait déjà été améliorée grâce aux réseaux de neurones (Aghanim et al. 2015). Une autre technique d'intelligence artificielle (L'intelligence artificielle ou informatique cognitive est la « recherche de moyens...), basée sur des arbres de décision, avait aussi permis de caractériser les galaxies d'amas en estimant leur masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) stellaire (Stellaria est un genre de plantes herbacées annuelles ou vivaces, les stellaires, de la...) et leur taux de formation stellaire (Bonjean et al. 2019). Les prochaines étapes consisteront à utiliser des algorithmes d'intelligence artificielle non supervisés, mais guidés par la physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...) des amas de galaxies pour tirer profit de leur avantage à détecter les signaux faibles et séparer les composantes en même temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...). Une étude de R&D (financée par le CNES), ainsi qu'une thèse (Une thèse (du nom grec thesis, se traduisant par « action de poser ») est...), sont en cours sur le sujet.

En savoir plus:
MILCANN: A tSZ map for galaxy cluster detection assessed using a neural network - A&A 653.
G. Hurier, N. Aghanim et M. Douspis.
https://doi.org/10.1051/0004-6361/201730534

Contact:
Nabila Aghanim - Chercheuse en cosmologie (La cosmologie est la branche de l'astrophysique qui étudie l'Univers en tant que système...) à l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est...) d'astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche...) spatiale (IAS) / OSUPS - nabila.aghanim at ias.u-psud.fr
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