Forscher haben mit einem KI-Tool das Hubble-Archiv durchsucht und dabei über 800 bislang unbekannte kosmische Anomalien entdeckt.
Ein Forscherteam der Europäischen Weltraumagentur ESA hat mit einem neuen KI-Werkzeug fast 100 Millionen Bildausschnitte aus dem Hubble Legacy Archive durchsucht. In nur zweieinhalb Tagen identifizierte das System namens AnomalyMatch rund 1400 kosmische Anomalien, von denen mehr als 800 bislang in keiner wissenschaftlichen Publikation dokumentiert waren.
“Die Archivaufnahmen des Hubble-Weltraumteleskops reichen mittlerweile 35 Jahre zurück und bieten einen wahren Datenschatz, in dem sich astrophysikalische Anomalien verbergen könnten”, erklärt Studienleiter David O’Ryan. Die Suche nach seltenen Objekten wie kollidierenden Galaxien, Gravitationslinsen oder Ringgalaxien gestaltet sich angesichts der wachsenden Datenmengen zunehmend schwierig. Manuelle Durchsuchungen durch Wissenschaftler oder Citizen-Science-Projekte stoßen bei Archiven dieser Größenordnung an ihre Grenzen.
Das neuronale Netzwerk von O’Ryan und seinem Kollegen Pablo Gómez wurde speziell darauf trainiert, ungewöhnliche Strukturen in den Hubble-Aufnahmen zu erkennen. Nach der automatisierten Vorauswahl inspizierten die beiden Forscher die vielversprechendsten Kandidaten persönlich, ein geschultes Auge bleibe bei der finalen Klassifizierung unverzichtbar.
Die Bildausbeute zeigt eine Vielfalt kosmischer Kuriositäten. Den größten Anteil machen verschmelzende oder wechselwirkende Galaxien aus, die durch ihre gegenseitige Anziehung bizarre Formen annehmen und lange Schweife aus Sternen und Gas hinter sich herziehen. Zahlreiche Aufnahmen zeigen zudem Gravitationslinsen, bei denen die Schwerkraft einer Vordergrundgalaxie das Licht dahinterliegender Objekte zu Bögen oder Ringen verzerrt.
Spektakulär sind auch die sogenannten Quallengalaxien mit ihren gasförmigen Tentakeln, die entstehen, wenn Galaxien durch heißes Gas in Galaxienhaufen rasen. Auch protoplanetare Scheiben, in denen sich gerade neue Planeten bilden, finden sich unter den Funden. Von der Seite betrachtet erinnern sie an Hamburger oder Schmetterlinge. Mehrere Dutzend Objekte lassen sich bislang keiner bekannten Kategorie zuordnen.
“Das ist ein fantastischer Einsatz von KI, um den wissenschaftlichen Ertrag des Hubble-Archivs zu maximieren”, sagt Co-Autor Pablo Gómez. “So viele anomale Objekte in Hubble-Daten zu finden, wo man erwarten könnte, dass die meisten bereits entdeckt wurden, ist ein großartiges Ergebnis. Es zeigt auch, wie nützlich dieses Werkzeug für andere große Datensätze sein wird.”
Die Methode könnte künftig bei weiteren Großprojekten zum Einsatz kommen. Mit dem Euclid-Teleskop, das seit 2023 Milliarden von Galaxien kartiert, dem Vera C. Rubin Observatory mit seinem zehnjährigen Himmelsdurchmusterungsprogramm und dem für 2027 geplanten Nancy Grace Roman Space Telescope stehen weitere Datenfluten bevor. KI-Werkzeuge wie AnomalyMatch helfen dabei, diese zu bewältigen und möglicherweise völlig neue Phänomene zu entdecken.
Bilder: ESA/Hubble & NASA, D. O’Ryan, P. Gómez (European Space Agency), M. Zamani (ESA/Hubble)
