AI Mendeteksi Supernova Langka SN 2023zkd dalam Waktu Nyata

Sebuah supernova langka yang dinamai SN 2023zkd telah ditemukan oleh para astronom dengan bantuan kecerdasan buatan (AI).

AI sekarang digunakan secara luas di berbagai industri seperti keuangan, kesehatan, manufaktur, keamanan siber, manajemen bencana, dan layanan pelanggan. Ini mengubah dunia dengan mengotomatisasi tugas berulang, beroperasi terus menerus tanpa kelelahan, memproses dan menganalisis sejumlah besar data kompleks, meminimalkan kesalahan, dan meningkatkan pengambilan keputusan.

Teknologi ini, yang merujuk pada kemampuan mesin untuk melakukan tugas yang biasanya terkait dengan kecerdasan manusia, juga membantu kita mendeteksi objek baru di langit dan memperdalam pemahaman kita tentang alam semesta.

Misalnya, beberapa bulan yang lalu, AI membantu tim internasional astronom untuk memecahkan misteri alam semesta dengan menilai data tentang lubang hitam. Dengan menggunakan lebih dari 12 juta simulasi, peneliti menemukan bahwa lubang hitam pusat Milky Way berputar pada kecepatan maksimumnya.

Untuk mencapai ini, tim menggunakan simulasi sintetis untuk melatih jaringan, memungkinkan penemuan wawasan kosmik baru tentang lubang hitam.

Jaringan tersebut dilatih untuk mengungkapkan informasi dari data di balik gambar lubang hitam Sagittarius A* yang disajikan oleh Kolaborasi Teleskop Horizon Peristiwa (EHT) pada tahun 2022.

Sementara studi sebelumnya hanya menggunakan sejumlah kecil data sintetis realistis, studi terbaru ini memasukkan jutaan file ke dalam jaringan neural Bayesian, yang diberdayakan oleh kemampuan komputasi tinggi CHTC, untuk membuat perbandingan yang lebih akurat antara data EHT dan model.

Jaringan neural tersebut menyarankan bahwa lubang hitam berputar pada kecepatan tertinggi, dan emisi di dekatnya tidak disebabkan oleh jet tetapi oleh elektron yang sangat panas di disk akrasi. Selain itu, medan magnetik di disk tampaknya berbeda dari yang sebelumnya diduga.

Menurut peneliti utama Michael Janssen dari Universitas Radboud Nijmegen:

“Bahwa kita menantang teori yang berlaku adalah, tentu saja, menyenangkan. Namun, saya melihat pendekatan AI dan pembelajaran mesin kami terutama sebagai langkah pertama. Berikutnya, kami akan memperbaiki dan memperluas model dan simulasi yang terkait.”

Studi lain dari tahun lalu menggunakan AI untuk menentukan lima parameter kosmologis atau “pengaturan asli alam semesta” dengan presisi. Parameter ini, diekstrak dari dataset (SDSS) yang berisi informasi tentang lebih dari 100.000 galaksi, menentukan bagaimana alam semesta beroperasi pada skala terbesar.

Untuk mengekstrak informasi berharga dari dataset, tim harus melatih AI terlebih dahulu tentang apa yang harus dicari, dan untuk itu, mereka membuat 2.000 universitas simulasi, masing-masing dengan pengaturan kosmologis dan tantangan kehidupan nyata yang berbeda.

Kemudian, data nyata dari Survei Osilasi Baryon SDSS disajikan, memberikan hasil yang mengesankan yang memungkinkan astronom untuk melakukan lebih banyak dengan data yang lebih sedikit dan mendorong batas astronomi.

Sekarang, dalam penemuan terbaru, ilmuwan menggunakan sistem AI baru yang disebut Lightcurve Anomaly Identification and Similarity Search (LAISS), yang berdasarkan algoritma Spotify.

Dibuat oleh universitas penelitian global, UC Santa Cruz, sistem ini membandingkan fitur supernova SN 2023zkd dengan dataset objek yang diketahui untuk mendeteksi anomali, yang mungkin menunjukkan fenomena langka. Ketika AI menemukan sesuatu yang patut diperiksa, itu mengirimkan kandidat ke peneliti untuk dianalisis dalam waktu nyata.

Menggunakan sistem AI tersebut, para astronom dapat mengidentifikasi supernova dalam beberapa jam setelah ledakannya. Sebuah supernova adalah ledakan bintang yang sangat kuat dan terang, yang merupakan salah satu peristiwa paling terang di alam semesta yang dapat sementara mengalahkan galaksi secara keseluruhan.

Supernova merupakan bagian penting dari kosmos, karena mereka menciptakan dan menyebarkan elemen berat, yang merupakan blok bangunan dasar untuk bintang, planet, dan kehidupan di masa depan.

Peristiwa ini singkat, tetapi sebelum SN 2023zkd memudar, para peneliti dapat melakukan pengamatan lanjutan yang cepat. Bukti menunjukkan bahwa ledakan ini merupakan hasil dari bintang masif yang memiliki pertemuan bencana dengan lubang hitam pendamping.

Pendamping itu baik menelan bintang sebagian atau merobeknya sebelum bisa meledak dengan sendirinya.

Yang patut dicatat, AI yang digunakan oleh para astronom untuk menemukan anomali yang singkat dalam waktu nyata, secara teratur, dan ‘tanpa mengandalkan keberuntungan’, juga dapat digunakan untuk diagnosis medis, pencegahan penipuan keuangan, dan keamanan nasional, menunjukkan kelenturan dan kemampuan sistem yang luas.

Menangkap Ledakan Kosmik di Momen Awal

Penemuan terbaru ini dilaporkan bulan ini oleh kolaborasi astronomi, yang mencatat ledakan bintang raksasa yang dikurung dalam orbit dengan lubang hitam. Penemuan ini dibuat dengan bantuan sistem AI, yang secara aktif mencari bintang segera setelah mereka meledak.

Ledakan itu dinamai SN 2023zkd, dan pertama kali dideteksi dua tahun yang lalu oleh Fasilitas Transien Zwicky. Ini diidentifikasi melalui model AI baru, yang dirancang untuk menandai ledakan atau peristiwa kosmik yang tidak biasa dalam waktu nyata.

Memiliki peringatan awal memungkinkan tim peneliti untuk segera memulai pengamatan lanjutan, yang merupakan langkah penting untuk menangkap ledakan dari tahap awal, menutupi cerita lengkapnya, dan menemukan asal-usulnya.

Setelah ledakan selesai, itu diamati oleh teleskop dari ruang angkasa serta di observatorium astronomi Hawaii (Haleakalāa).

“Sesuatu yang persis seperti supernova ini belum pernah dilihat sebelumnya, jadi mungkin sangat langka.”

– Ryan Foley, Associate Professor of Astronomy and Astrophysics at UC Santa Cruz

Sementara manusia juga baik dalam menemukan hal-hal yang ‘tidak seperti yang lain’, algoritma AI, katanya, dapat menandainya jauh lebih awal dari yang kita sadari, dan itu sangat penting untuk pengamatan yang sensitif waktu.

Tim Foley sebenarnya menjalankan YSE, survei waktu-domain yang dirancang untuk menemukan supernova baru dan transien kosmik lainnya dalam beberapa jam atau hari setelah ledakannya. Ini sebagian besar beroperasi dengan teleskop Pan-STARRS yang akan segera melakukan survei 1500 derajat langit setiap tiga hari.

Menurut situs web resmi, tujuan YSE adalah menemukan sampel statistik transien muda, merah, dan langka. Ini juga bertujuan untuk lebih memahami variabilitas lubang hitam.

Mengsurvei sekitar 4% langit malam setiap tiga hari telah memungkinkan tim untuk menemukan ribuan ledakan kosmik baru, dengan beberapa di antaranya hanya beberapa hari atau jam setelah ledakan.

Sekarang, mereka telah menemukan sesuatu yang menarik tentang SN 2023zkd, yang dirinci dalam studi yang berjudul ‘Bukti untuk Penggabungan Binari yang Diinduksi oleh Ketidakstabilan pada Supernova Tipe IIn Ganda-Puncak, Kaya-Helium 2023zkd.’² Dipublikasikan dalam Jurnal Astrophysical, studi didanai oleh NASA, National Science Foundation, Yayasan Moore, dan Yayasan Packard.

Menurut para astronom di balik penemuan terbaru, tabrakan antara bintang masif dan lubang hitam pasti terjadi.

Bintang itu terkunci dalam orbit dengan lubang hitam, dan ketika energi hilang dari orbit, mereka semakin dekat satu sama lain. Pemisahan mereka terus menurun sementara gravitasi lubang hitam yang intens menarik debu dan gas dari bintang ke dalam disk.

Hal ini terus berlanjut, dan sebelum bintang dapat menelan lubang hitam yang padat, stres gravitasi lubang hitam menyebabkan bintang meledak.

Ketika ledakan bertabrakan dengan cangkang material dari interaksi sebelumnya, yang terletak di atas dan di bawah disk, itu memicu peristiwa pencerahan dramatis.

Menurut Alexander Gagliano, penulis utama studi dan rekan di NSF Institute for Artificial Intelligence and Fundamental Interactions:

“Analisis kami menunjukkan bahwa ledakan dipicu oleh pertemuan bencana dengan lubang hitam pendamping, dan merupakan bukti terkuat hingga saat ini bahwa interaksi yang sangat dekat dapat benar-benar meledakkan bintang.”

Sementara telah diketahui bahwa sebagian besar bintang masif berada dalam sistem biner, Gagliano mencatat bahwa “menangkap satu dalam tindakan pertukaran massa sebelum meledak sangat langka.”

Tapi ini bukan satu-satunya interpretasi. Tim sebenarnya mempertimbangkan beberapa skenario asal untuk supernova.

Yang lain, menurut tim ilmuwan, adalah bahwa lubang hitam merobek bintang masif sepenuhnya sebelum bisa meledak dengan sendirinya, melalui proses yang disebut “spaghetifikasi”. Lubang hitam kemudian menarik puing-puing bintang. Ketika puing-puing itu bertabrakan dengan gas yang mengelilinginya, itu menghasilkan cahaya terang. Data tidak menunjukkan bahwa ini adalah kasus yang kuat.

Dalam kedua skenario, lubang hitam yang lebih berat adalah satu-satunya yang tersisa. Menurut studi, pencerahan optik awal dan karakteristik ledakan ditemukan paling konsisten dengan bintang He yang besar dan setengah terkelupas yang mengalami penggabungan yang diinduksi oleh ketidakstabilan dengan lubang hitam pendamping.

Klik di sini untuk mempelajari semua tentang Teleskop Luar Angkasa James Webb.

Kehidupan Aneh dari Supernova SN 2023zkd

SN 2023zkd terletak sekitar 730 juta tahun cahaya dari planet Bumi. Awalnya, itu tampak seperti supernova biasa, ledakan cahaya tunggal yang perlahan-lahan memudar selama waktu. Tapi itu tidak terjadi.

Ketika para astronom terus memantau penurunan SN 2023zkd selama beberapa bulan, mereka menemukan bahwa supernova itu memudar lagi. Jadi, tim beralih untuk mempelajari data arsip untuk mendapatkan wawasan tentang perilaku yang tidak biasa ini, yang mengungkapkan karakteristik unik lainnya.

Pengamatan ultraviolet hingga inframerah dari supernova luar biasa ini menunjukkan emisi pendahuluan yang persisten dan bercahaya yang meliputi beberapa tahun sebelum penemuan, diikuti oleh fase pencerahan perlahan di tahun terakhir.

Setelah penemuan, supernova itu menunjukkan dua puncak kecerahan yang setara yang dipisahkan oleh 240 hari, atau sekitar delapan bulan.

Spektroskopi, menampilkan profil Balmer dan He I yang kuat, asimetris, dan multikomponen. Ini adalah garis spektral spesifik hidrogen (H) dan helium (He) yang digunakan untuk menentukan usia dan komposisi populasi bintang di galaksi dan objek kosmik lainnya.

Jadi, sebelum ledakan itu terjadi, sistem itu sudah mulai memudar selama lebih dari empat tahun, atau sekitar 1.500 hari. Dan jenis aktivitas yang berkepanjangan sebelum ledakan jarang terlihat pada supernova.

Bintang itu sebenarnya mengalami dua letusan besar sebelum mati. Analisis rinci juga menunjukkan bahwa cahaya ledakan itu merupakan hasil dari material yang bintang keluarkan selama bertahun-tahun sebelum mati.

“2023zkd menunjukkan beberapa tanda paling jelas yang pernah kita lihat dari bintang masif yang berinteraksi dengan pendamping dalam beberapa tahun sebelum ledakan,” kata co-penulis studi, Ashley Villar, yang merupakan asisten profesor astronomi di Universitas Harvard di Massachusetts. “Kami pikir ini mungkin bagian dari kelas ledakan tersembunyi yang akan dibantu AI untuk ditemukan.”

Jadi, pencerahan yang terjadi sebelum ledakan itu merupakan hasil dari gelombang kejut supernova yang bertabrakan dengan gas berdensitas rendah. Puncak lainnya, beberapa bulan kemudian, merupakan hasil dari dampak yang perlahan dan berkelanjutan dengan awan yang padat dan seperti disk.

Struktur ini, bersama dengan perilaku sebelum ledakan, menunjukkan bahwa bintang yang mati berada di bawah stres gravitasi yang ekstrem, mungkin dari pendamping kompak seperti lubang hitam. Setelah banyak diskusi, tim ini menghasilkan penjelasan bahwa itu adalah sistem biner dengan lubang hitam.

Untuk memastikan bahwa pengamatan sesuai dengan penjelasan mereka, tim membangun sistem dan secara sistematis mendemonstrasikannya sebagai itu.

Tim “membangun platform perangkat lunak yang kami gunakan untuk mengkonsolidasikan data dan mengelola pengamatan. Alat AI yang digunakan untuk studi ini terintegrasi ke dalam ekosistem perangkat lunak ini,” kata Foley.

Sementara studi terbaru menunjukkan pentingnya AI dalam mendeteksi peristiwa kosmik yang langka dalam waktu nyata, para astronom juga menunjukkan fasilitas seperti Observatorium Vera C. Rubin dan peran signifikan yang dapat mereka mainkan selama dekade mendatang.

Sebelumnya dikenal sebagai Teleskop Survei Sinoptik Besar (LSST), observatorium ini terletak di pegunungan Andes Chili dan dilengkapi dengan teleskop 8,4 meter dan kamera digital terbesar untuk mendokumentasikan seluruh langit selatan setiap beberapa malam. Tujuannya adalah untuk memahami sifat materi gelap, membuat inventaris objek seperti asteroid dan komet di Sistem Suria, menjelajahi lubang hitam dan bintang yang meledak, dan memetakan Milky Way.

Dengan survei Legacy untuk Ruang dan Waktu dari Observatorium Rubin yang diharapkan menemukan ∼105 yr−1, studi tersebut mencatat:

“Algoritma yang dirancang untuk menandai transien yang panjang umur dan memudar akan memainkan peran kritis dalam menggambarkan keseluruhan acara yang sangat berinteraksi.”

Pengamatan dari Observatorium Rubin, dikombinasikan dengan deteksi AI waktu nyata, akan memungkinkan para astronom untuk menemukan dan mempelajari peristiwa yang lebih langka dan kompleks, membantu kita memahami lebih baik bagaimana bintang masif hidup dan mati dalam sistem biner.

“Kami sekarang memasuki era di mana kami dapat menangkap peristiwa langka ini saat terjadi, bukan hanya setelahnya. Itu berarti kami akhirnya dapat mulai menghubungkan titik-titik antara bagaimana bintang hidup dan bagaimana bintang mati, dan itu sangat menggembirakan.”

– Gagliano

Sementara itu, Foley mencatat bahwa sementara memprediksi jalur AI sulit, itu masih maju dan memiliki banyak kegunaan yang melampaui astronomi. Ia mengatakan:

“Anda dapat dengan mudah membayangkan teknik serupa digunakan untuk menyaring penyakit, fokus perhatian pada serangan teroris, mengobati masalah kesehatan mental secara dini, dan mendeteksi penipuan keuangan. Di mana pun deteksi anomali waktu nyata bisa berguna, teknik ini kemungkinan akan memainkan peran.”

Berinvestasi di Teknologi Luar Angkasa

Sementara beberapa perusahaan publik secara strategis berposisi di bidang teknologi eksplorasi luar angkasa AI, Northrop Grumman (NOC ) menonjol sebagai kontraktor kunci untuk misi luar angkasa.

Ini termasuk teleskop luar angkasa terbesar dan paling kompleks yang pernah dibangun. Teleskop Luar Angkasa James Webb NASA dibangun dalam kemitraan dengan Northrop Grumman, yang memimpin desain, pengembangan, dan integrasi sistem observatorium. Pada 2022, teleskop itu mengungkapkan gambar pertamanya.

Northrop Grumman (NOC )

Perusahaan ini juga telah memperluas penggunaan AI di luar angkasa untuk meningkatkan operasi pesawat luar angkasa. Dengan mengembangkan teknologi robotika AI, mereka bertujuan untuk memungkinkan operasi di lingkungan yang sangat kompleks, termasuk misi luar angkasa di masa depan. AI Agentic juga direncanakan untuk diterapkan di semua fase operasi pesawat luar angkasa.

Secara umum, perusahaan teknologi pertahanan dan aerospasial global ini beroperasi melalui beberapa segmen kunci: Sistem Luar Angkasa, Sistem Misi, Sistem Pertahanan, dan Sistem Aeronautika.

Ini memiliki kapitalisasi pasar sebesar $84,8 miliar dengan saham NOC, pada saat penulisan, diperdagangkan pada $592,44, naik 26,24% year-to-date (YTD). Ini memiliki EPS (TTM) sebesar 25,36 dan P/E (TTM) sebesar 23,36. Pemegang saham Northrop Grumman menikmati yield dividen sebesar 1,56%.

Mengenai keuangan mereka, untuk Q2 2025, perusahaan melaporkan penjualan sebesar $10,4 miliar. Laba bersih untuk periode tersebut sebesar $1,2 miliar, atau $8,15 per saham yang dilutentaskan.

Penghasilan operasionalnya sebesar $335 juta, arus kas operasional sebesar $557 juta, dan arus kas bebas sebesar $468 juta. Penghargaan jaringan pada kuartal tersebut total $7,4 miliar, sementara backlog total sebesar $89,7 miliar.

“Kami bekerja sama dengan pelanggan kami untuk mempercepat pengiriman kemampuan untuk memungkinkan visi mereka tentang perdamaian melalui kekuatan. Kami terus melihat permintaan yang tumbuh secara global untuk berbagai penawaran produk kami.”

– CEO Kathy Warden

Perusahaan juga mengembalikan lebih dari $700 juta kepada pemegang saham melalui pembelian kembali saham dan dividen.

Peran AI dalam Astronomi dan Diluar

AI mengubah industri, termasuk astronomi, di mana telah menjadi alat kritis untuk memungkinkan ilmuwan menangkap peristiwa kosmik yang langka dan singkat seperti SN 2023zkd dalam waktu nyata, sesuatu yang hampir tidak mungkin beberapa tahun yang lalu.

Ketika alat AI digabungkan dengan survei langit besar dan observatorium seperti Rubin untuk membuka pintu bagi banyak penemuan, fakta bahwa teknik ini juga dapat diterapkan pada bidang seperti kedokteran, keuangan, keamanan nasional, dan lain-lain menyoroti potensi crossover yang sangat besar, menandai era baru inovasi.

Klik di sini untuk mempelajari semua tentang berinvestasi di kecerdasan buatan.

Referensi:

1. Hahn, C., Lemos, P., Parker, L., et al. Konstrain Kosmologis dari Pengelompokan Galaksi Non-Gaussian dan Non-Linear menggunakan Kerangka Inference SimBIG. Nature Astronomy, 8, 1457–1467, dipublikasikan 21 Agustus 2024. https://doi.org/10.1038/s41550-024-02344-2
2. Gagliano, A., Villar, V. A., Matsumoto, T., Jones, D. O., Ransome, C. L., Nugent, A. E., Hiramatsu, D., Auchettl, K., Tsuna, D., Dong, Y., et al. Bukti untuk Penggabungan Binari yang Diinduksi oleh Ketidakstabilan pada Supernova Tipe IIn Ganda-Puncak, Kaya-Helium 2023zkd. The Astrophysical Journal, 989, 182, dipublikasikan 13 Agustus 2025. https://doi.org/10.3847/1538-4357/adea38