Нейросеть в 3600 раз ускорила расшифровку сигналов от слияний нейтронных звёзд

[Ippolitovich]

Слияния двойных нейтронных звёзд, происходящие за миллионы световых лет от Земли, генерируют гравитационные волны, анализ которых традиционными методами занимает часы или даже дни. Новый алгоритм DINGO-BNS, разработанный международной группой исследователей, сокращает это время до одной секунды. Алгоритм DINGO-BNS (Deep INference for Gravitational-wave Observations from Binary Neutron Stars) использует нейронную сеть для полной характеристики систем сталкивающихся нейтронных звёзд — включая их массы, вращение и координаты. Традиционные методы, применяемые коллаборацией LIGO-Virgo-KAGRA (LVK), требуют до часа вычислений и вынуждены жертвовать точностью ради скорости. Новая технология не только устраняет эти компромиссы, но и повышает точность определения положения источника в космосе на 30%, что критически важно для оперативного наведения телескопов. «Быстрый и точный анализ данных гравитационных волн позволяет локализовать источник и направить телескопы в нужную точку до того, как сопутствующие электромагнитные сигналы — например, свет килоновой — исчезнут», — поясняет первый автор работы Максимилиан Дакс, аспирант Института интеллектуальных систем Общества Макса Планка (MPI-IS) и ETH Zurich.

 

 

Инновация включает метод адаптивного сжатия данных, оптимизированного под конкретные события, что значительно ускоряет обработку без потери информации. Как отмечает Стивен Грин из Ноттингемского университета, «для DINGO-BNS потребовалось создать ряд технических решений, включая новые подходы к кодированию сигналов».

Бернхард Шёлькопф, директор MPI-IS, подчёркивает: «Наше исследование демонстрирует силу сочетания современных методов машинного обучения с физическими знаниями». Это отмечает и Алессандра Буонанно, руководитель направления астрофизической и космологической относительности в Институте гравитационной физики: «Ранние наблюдения с помощью DINGO-BNS могут раскрыть тайны процесса слияния нейтронных звёзд и килоновых, которые до сих пор остаются загадкой».

Внедрение алгоритма в работу LVK и других обсерваторий позволит не только экономить ресурсы телескопов, но и фиксировать электромагнитные сигналы ещё до момента столкновения звёзд. Это открывает новую эру в изучении космических катаклизмов, где каждая миллисекунда на счету.