Dans le cadre du projet SETI, des scientifiques de l'Université de Californie à Berkeley, sur la base de simulations informatiques, ont pu identifier immédiatement 72 nouveaux signaux radio rapides provenant d'une source mystérieuse située à trois milliards d'années-lumière de la Terre. Les résultats de la recherche sont décrits dans un nouvel article accepté pour publication dans The Astrophysical Journal.
Les signaux radio rapides sont des impulsions lumineuses d'émission radio, d'une durée de l'ordre de la milliseconde, censées provenir de galaxies éloignées. Cependant, la source de ces signaux n'est toujours pas claire. Les théories vont des étoiles à neutrons hautement magnétisées gonflées par les courants de gaz d'un trou noir supermassif proche aux suggestions que les signaux sont artificiels et envoyés par une civilisation intelligente.
«Ce travail est fascinant non seulement parce qu'il nous aide à comprendre plus en détail le comportement dynamique des signaux radio rapides, mais aussi en raison de la perspective que nous voyons lorsque des ordinateurs entraînés utilisent des algorithmes classiques pour trouver eux-mêmes ces signaux», a déclaré Andrew Simion. Directeur du centre de recherche Berkeley SETI et chercheur principal du programme Breakthrough Listen, dédié à la recherche d'une vie intelligente dans l'univers.
Dans le cadre de ce programme, les chercheurs ont utilisé avec succès un algorithme d'apprentissage automatique pour rechercher de nouveaux types de signaux pouvant provenir de civilisations extraterrestres.
Alors que les signaux radio les plus rapides sont de nature unique, la source détectée, nommée FRB 121102, est unique en ce qu'elle montre tout un complexe de signaux. Ce comportement a attiré l'attention de nombreux astronomes, dans l'espoir d'identifier la cause et la physique extrême impliquée dans la nature d'un tel phénomène.
L'intelligence artificielle a détecté des signaux radio dans la base de données, dans un intervalle de cinq heures d'observations le 26 août 2017 avec le télescope Green Bank en Virginie-Occidentale. Une analyse antérieure de 400 téraoctets de données utilisait des algorithmes informatiques standard pour identifier 21 sursauts radio pendant cette période. Ils ont tous été aperçus en moins d'une heure et la source a été supposée alterner entre des périodes de repos et une activité frénétique, du moins comme l'a noté le chercheur de Berkeley SETI, Ph.D. Vishal Gajjar.
L'auteur de l'étude SETI, Jerry Zhang, et ses collaborateurs ont ensuite développé un nouvel algorithme d'apprentissage automatique puissant et ont réanalysé les données de 2017, trouvant 72 pics supplémentaires qui n'avaient pas été détectés à l'origine. En fin de compte, les observateurs ont été étonnés de conclure que le nombre total de rafales détectées à partir de FRB 121102 est d'environ 300 depuis la découverte de l'objet en 2012.
«Ce travail n'est que le début de l'utilisation de nouvelles techniques puissantes pour trouver des signaux radio transitoires», a déclaré Zhang. “Nous espérons que notre succès pourra inspirer d'autres organisations sérieuses à appliquer l'apprentissage automatique à la radioastronomie.”
L'équipe de Zhang a utilisé les mêmes techniques que celles utilisées par les technologues Internet pour optimiser les résultats de recherche et classer les images. Ils ont développé un algorithme connu sous le nom de réseau neuronal convolutif qui permet de reconnaître les sursauts radio, trouvés par la méthode de recherche classique utilisée par Gajar et ses collègues, puis de les localiser dans la base de données, trouvant les salves qui ont été manquées dans l'approche de recherche classique.
Les résultats ont aidé à établir de nouvelles limites sur la fréquence des impulsions du FRB 121102 et ont indiqué que les impulsions sont irrégulières dans le cas où la période de ce motif est supérieure à environ 10 millisecondes. Tout comme les modèles d'impulsions de pulsar ont aidé les astronomes à contraindre les modèles informatiques de conditions physiques extrêmes dans de tels objets, de nouvelles mesures de FRB, selon les scientifiques, aideront à clarifier la nature de nouvelles sources mystérieuses.
«Indépendamment du fait que les signaux du FRB soient en fin de compte un signe de technologie extraterrestre, Breakthrough Listen aide à repousser les limites d'un nouveau domaine en croissance rapide de notre compréhension de l'univers qui nous entoure», a conclu Jan.
