AI는 실시간으로 희귀한 초신성 SN 2023zkd를 감지하다

초신성 SN 2023zkd는 인공 지능(AI)의 도움으로 천문학자们에 의해 발견되었습니다.
AI는 금융, 의료, 제조, 사이버 보안, 재해 관리, 고객 서비스 등 다양한 산업에서 광범위하게 사용되고 있습니다. 이는 반복적인 작업을 자동화하고, 지치지 않고 지속적으로 작동하며,大量의 복잡한 데이터를 처리하고 분석하며, 오류를 최소화하고, 의사 결정의 정확성을 향상시키는 등으로 세계를 변革시키고 있습니다.
기계가 인간 지능과 관련된 작업을 수행하는 능력으로 기술되는 이 기술은 또한 우리가 우주를 더 잘 이해하고 새로운 천체를 발견하는 데 도움을 주고 있습니다.
예를 들어, 몇 개월 전, AI는 국제 천문학자 팀이 우주의 비밀을 풀기 위해 블랙홀에 대한 데이터를 평가하는 데 도움을 주었습니다. 1,200만 개 이상의 시뮬레이션을 사용하여 연구자들은 우리 은하의 중심 블랙홀이 거의 최대 속도로 회전하고 있음을 발견했습니다.
이를 달성하기 위해, 팀은 네트워크를 교육하기 위해 합성 시뮬레이션을 사용하여 블랙홀에 대한 새로운 우주적 통찰력을 발견했습니다.
네트워크는 2022年に Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration이 제시한 블랙홀 Sagittarius A*의 이미지뒤의 데이터에서 정보를 발견하도록 교육되었습니다.
이전 연구에서는 실제 합성 데이터의 작은 양만을 사용했지만, 최신 연구에서는 수백만 개의 파일을 Bayesian 신경 네트워크에 입력하여 EHT 데이터와 모델 사이의 비교를 더 정확하게 수행했습니다.
신경 네트워크는 블랙홀이 거의 최대 속도로 회전하고 있으며, 근처의 방출은 제트가 아닌 어린 ηλεκ트론에 의해 발생한다고 제안했습니다. 또한, 디스크의 자기장들은 이전에 의심했던 것과 다르게 행동하는 것으로 나타났습니다.
Radboud University Nijmegen의 리드 연구자 Michael Janssen에 따르면:

“우리가 우세한 이론에 도전하는 것은 물론 흥미롭습니다. 그러나 나는 우리의 AI와 기계 학습 접근 방식을 첫 번째 단계로 간주합니다. 다음으로, 우리는 관련 모델과 시뮬레이션을 개선하고 확장할 것입니다.”

또 다른 연구에서는 지난해 AI를 사용하여 5개의 우주론적 매개변수 또는 “우주의 원래 설정”을 정밀하게 결정했습니다. 이러한 매개변수는 10만 개 이상의 은하에 대한 정보를 포함하는 데이터 세트(SDSS)에서 추출되었으며, 우주의 작동 방식을 결정합니다.
데이터에서 유용한 정보를 추출하기 위해, 팀은 먼저 AI를 훈련시켜야 하며, 이를 위해 2,000개의 시뮬레이션 우주를 생성했습니다. 각 우주는 서로 다른 우주론적 설정과 실제 은하 조사에서 경험하는 도전 과제를 갖습니다.
그런 다음, 실제 데이터를 SDSS Baryon Oscillation Spectroscopic Survey에 입력하여 인상적인 결과를 얻었습니다. 이는 천문학자들이 더 적은 데이터로 더 많은 작업을 수행하고 천문학의 경계를 확장할 수 있도록 합니다.
이제, 최신 발견에서 과학자들은 새로운 AI 시스템을 사용했습니다. 이는 Spotify 알고리즘을 기반으로 하는 Lightcurve Anomaly Identification and Similarity Search (LAISS)입니다.
UC Santa Cruz의 글로벌 연구 대학에서 개발된 이 시스템은 초신성 SN 2023zkd의 특징을 알려진 물체의 데이터 세트와 비교하여 bất thường을 감지합니다. AI가 확인할 가치가 있는 후보를 찾으면, 연구자에게 실시간으로 분석을 위해 보냅니다.
이 AI 시스템을 사용하여, 천문학자들은 초신성이 폭발한 지 몇 시간 만에 이를 식별할 수 있었습니다. 초신성은 매우 강력하고 밝은 별의 폭발로, 우주의 가장 밝은 사건 중 하나이며暂时적으로 전체 은하를 능가할 수 있습니다.
초신성은 우주의 기본 구성 요소입니다. 이는 미래의 별, 행성, 생명체를 위한 중원소의 생성과 확산을 담당합니다.
이러한 사건은 잠깝습니다. 그러나 SN 2023zkd가 사라지기 전에, 연구자들은 빠른 후속 관측을 수행할 수 있었습니다. 증거는 이 폭발이 블랙홀 동반자와의 치명적인遭遇으로 인한 거대한 별의 결과라는 것을 시사합니다.
동반자는 별을 부분적으로 삼키거나 폭발하기 전에 찢어졌습니다.
주목할 점은, 천문학자들이 사용한 AI는 실시간으로 일시적인 이상을 감지할 수 있으며, 의료 진단, 금융 사기 예방, 국가 보안 등에서도 사용될 수 있습니다. 이는 시스템의 다용도성과 광범위한 능력을 보여줍니다.

초신성의 초기 순간을 포착하다

최신 발견은 이번 달에 천문학 협력으로 보고되었으며, 블랙홀과 함께 궤도에 있는 거대한 별의 폭발을 기록했습니다. 이는 AI 시스템의 도움으로 이루어졌으며, 별이 폭발한 직후를 실시간으로 감지합니다.
폭발의 이름은 SN 2023zkd이며, 2년 전 Zwicky Transient Facility에서 처음 감지되었습니다. 이는 새로운 AI 모델을 통해 식별되었습니다. 이는 실시간으로 비정상적인 폭발이나 우주적인 사건을 플래그하는 것을 목표로 설계되었습니다.
초기 경고를 받은 팀은 즉시 후속 관측을 시작할 수 있었습니다. 이는 폭발의 초기 단계에서 이를 포착하고, 전체 이야기를 다루고, 그 기원을 찾는 데 중요한 단계입니다.
폭발이 끝난 후, 이를 우주와 지상에서 관측했습니다. 이 경우, 하와이의 천문학 연구 관측소(Haleakalāa)의 두 개의 망원경을 UC Santa Cruz 기반의 Young Supernova Experiment (YSE)에서 사용했습니다.

“이와 같은 초신성이 이전에 보이지 않았습니다. 따라서 이는 매우 희귀할 수 있습니다.”

– Ryan Foley, UC Santa Cruz의 천문학 및 천체 물리학 부교수

인간도 비슷하지 않은 것을 식별하는 데 능숙하지만, Foley는 AI 알고리즘이 우리가 알아차리기 전에 훨씬 더 일찍 이를 플래그할 수 있으며, 이는 시간에 민감한 관측에 중요하다고 지적합니다.
Foley의 팀은 실제로 YSE를 운영하며, 이는 새로운 초신성과 기타 우주적 변동을 폭발 후 몇 시간 또는 며칠 내에 발견하도록 설계되었습니다. 이는 주로 Pan-STARRS 망원경과 함께 작동하며, 곧 3일마다 1,500 제곱 도의 하늘을 조사할 것입니다.
YSE의 목표는 젊은, 적색, 희귀한 변동성 천체의 통계적 샘플을 찾는 것입니다. 또한 블랙홀 변동성에 대한 이해를 더 잘하는 것을 목표로 합니다.
하늘의 약 4%를 3일마다 조사하는 것이 가능해지면서, 팀은 수천 개의 새로운 우주적 폭발을 발견했으며, 그 중 수십 개는 폭발 후 며칠 또는 몇 시간 내에 발견되었습니다.
이제, 그들은 SN 2023zkd에 대해 흥미로운 것을 발견했습니다. 이는 연구에서 자세히 설명되어 있습니다.
이 연구는 Astrophysical Journal에 발표되었으며, NASA, National Science Foundation, Moore Foundation, Packard Foundation의 자금을 지원받았습니다.
최신 발견의 천문학자에 따르면, 거대한 별과 블랙홀의 충돌은 필연적이었습니다.
별은 블랙홀과 함께 궤도에 있었으며, 궤도에서 에너지가 손실됨에 따라 서로 더 가까워졌습니다. 별과 블랙홀의 거리는 계속 감소했으며, 블랙홀의 강한 중력이 별에서 가스와 먼지를 디스크로 끌어당겼습니다.
이 과정은 계속되었으며, 별이 블랙홀을 삼키기 전에, 블랙홀의 중력 응력으로 인해 별이 폭발했습니다.
폭발이 이전 상호 작용의 물질 껍질과 충돌했을 때, 이는 극적인 재 밝힘 이벤트를 동력화했습니다.
NSF 인공 지능 및 기본 상호 작용 연구소의 펠로우인 연구의 리드 저자 Alexander Gagliano에 따르면:

“우리의 분석은 폭발이 블랙홀 동반자와의 치명적인遭遇으로 인해 발생했으며, 이러한 밀접한 상호 작용이 실제로 별을 폭발시키는 데 가장 강력한 증거입니다.”

블랙홀이 별을 완전히 찢어버린 후에 별의 잔해가 블랙홀로 끌려 들어가서 밝은 빛을 발생시킨 또 다른 시나리오도 있습니다. 그러나 데이터는 이 시나리오를 강력하게 지지하지 않습니다.
두 시나리오 모두에서, 더 무거운 블랙홀이 남아 있는 唯一의 물체입니다. 연구에 따르면, 폭발의 밝기 전구와 특성은 블랙홀 동반자와의 불안정성 유도 병합을 통해 부분적으로 벗겨진 거대한 헬륨 별과 가장 일치합니다.
제임스 웹 우주望遠鏡에 대해 자세히 알아보십시오.

초신성 SN 2023zkd의 기이한 삶

SN 2023zkd는 지구에서 약 7.3억 광년 떨어져 있습니다. 처음에는 이는 다른 초신성과 마찬가지로 단 하나의 빛의 폭발로 보였으며, 시간이 지남에 따라 서서히 사라졌습니다. 그러나 그랬던 것은 아닙니다.
천문학자들이 SN 2023zkd의 감소를 수 개월 동안 계속 관측한 결과, 초신성이 다시 밝아졌습니다. 따라서 팀은 이 비정상적인 행동에 대한 통찰력을 얻기 위해 보관된 데이터를 연구했습니다. 이는 또 다른 고유한 특성을 보여주었습니다.
초신성의 초자외선에서 적외선까지의 관측은 폭발 이전 수년 동안 지속적이고 밝은 전구 방출을 보여주었으며, 이는 초신성에서 보기 드문 현상입니다.
발견 후, 초신성은 240일(약 8개월) 간격으로 두 개의 유사한 밝기 피크를 보여주었습니다.
분광학적으로, 이는 강하게 비대칭적인 다중 구성 요소의 Balmer 및 He I 프로파일을 보여주었습니다. 이는 항성 스펙트럼에서 관측되는 수소(H)와 헬륨(He)의 특정 스펙트럼 선으로, 은하와 기타 우주적 물체의 항성 인구의 연령과 구성물을 결정하는 데 사용됩니다.
따라서, 폭발이 발생하기 전에, 시스템은 이미 4년 이상, 즉 1,500일 동안 서서히 밝기가 증가하고 있었습니다. 이는 초신성에서 보기 드문 현상입니다.
별은 실제로 폭발하기 전에 두 번의 주요 폭발을 경험했습니다. 자세한 분석도 별이 죽기 전에 몇 년 동안 방출한 물질의 결과로 폭발 빛이 발생했음을 나타냈습니다.
“2023zkd는 우리가 본 것 중에서, 폭발 이전에 거대한 별이 동반체와 상호 작용하는 가장 명확한 징후를 보여주었습니다. 우리는 이것이 숨겨진 폭발의 한 类로 AI가 도움을 줄 수 있을 것입니다.”
– 연구의 공동 저자 Ashley Villar, 하버드 대학교 천문학 조교수
초신성 이전의 밝기 증가가 발생한 이유는 초신성의 충격파가 저밀도 가스와 충돌한 결과였습니다. 몇 개월 후의 또 다른 피크는 느리지만 지속적인 디스크와의 충돌의 결과였습니다.
이 구조는 폭발 이전의 행동과 함께, 죽어가는 별이 근처의 컴팩트한 동반체인 블랙홀에서極한 중력 응력에 처해 있음을 시사합니다. 팀은 많은 논의를 통해, 이는 블랙홀 동반체와의 이진 시스템이라고 결론지었습니다.
그들이 설명과 일치하는지 확인하기 위해, 팀은 시스템을 구축하고 체계적으로 이를 증명했습니다.
팀은 “데이터를 통합하고 관측을 관리하는 소프트웨어 플랫폼을 구축했습니다. 이 연구에 사용된 AI 도구는 이 소프트웨어 생태계에 통합되어 있습니다.”라고 말했습니다.
– Foley
최신 연구는 실시간으로 희귀한 우주적 사건을 감지하는 AI의 중요성을 보여주고 있습니다. 천문학자들은 또한 Vera C. Rubin Observatory와 같은 시설이 향후 10년 동안 중요한 역할을 할 수 있음을 지적합니다.
이전의 Large Synoptic Survey Telescope (LSST)로 알려진 이 관측소는 칠레 안데스 산맥에 위치하고 있으며, 8.4미터 망원경과 남쪽 하늘을 매일 몇 번씩 기록하는 가장 큰 디지털 카메라를 갖추고 있습니다. 그 목표는 암흑 물질의 본질을 이해하고, 소행성과 혜성과 같은 물체를 태양계에서 카탈로그화하고, 블랙홀과 폭발하는 별을 탐험하며,銀河를 매핑하는 것입니다.
Rubin Observatory의 Legacy Survey for Space and Time는今年에 약 10^5개의 초신성을 발견할 것으로 예상되며, 연구에 따르면, SNe IIn의 광학적 샘플은 크게 증가할 것입니다.

“이러한 장기 지속되고 재 밝히는 변동성 천체를 플래그하는 알고리즘은 강하게 상호 작용하는 사건의 전체 범위를 특성화하는 데 중요한 역할을 할 것입니다.”

Rubin Observatory의 관측과 실시간 AI 감지의 조합은 천문학자들이 더 희귀하고 복잡한 사건을 발견하고 연구할 수 있도록 하여, 거대한 별이 이진 시스템에서 어떻게 살고 죽는지에 대한 우리의 이해를 더 잘 할 수 있도록 합니다.

“우리는 이제 이러한 희귀한 사건을 자동으로 포착하는 시대에 진입하고 있습니다. 이는 별이 살아가는 방식과 죽는 방식 사이의 연결 고리를 마침내 설정할 수 있게 합니다. 이는 매우 흥미롭습니다.”

– Gagliano

한편, Foley는 AI의 경로를 예측하는 것이 어렵지만, 이는 이미 발전되어 있으며 천문학을 넘어서 많은 용도가 있다고 지적합니다. 그는 다음과 같이 말했습니다.

“유사한 기술이 질병을 스크린에 올리거나, 테러 공격에 주의를 집중시키거나, 정신 건강 문제를 조기에 발견하거나, 금융 사기를 발견하는 데 사용될 수 있음을 쉽게 상상할 수 있습니다. 실시간으로 이상을 감지하는 것이 유용할 수 있는 모든 곳에서, 이러한 기술은 결국 중요한 역할을 할 것입니다.”

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우주 기술에 투자하기

여러 공공 회사들이 우주 탐사 기술 분야에서 전략적으로 위치하고 있지만, Northrop Grumman (NOC )은 우주 임무의 주요 계약자로 두드러집니다.
이는 가장 큰 그리고 가장 복잡한 우주망원경인 제임스 웹 우주망원경을 포함합니다. NASA의 제임스 웹 우주망원경은 Northrop Grumman과 협력하여 제작되었으며, 이는 관측소의 설계, 개발, 시스템 통합을 주도했습니다. 2022년에 망원경은 첫 번째 이미지를 공개했습니다.

Northrop Grumman (NOC )

이 회사는 또한 우주에서 AI의 사용을 확대하고 있으며, 이는 우주선 작동을 개선하는 데 도움이 됩니다. AI 로봇 기술을 개발하여, 우주 임무를 포함한 매우 복잡한 환경에서 작동할 수 있도록 합니다. Agentic AI는 우주선 작동의 모든 단계에 적용될 예정입니다.
일반적으로, 글로벌 항공 우주 및 방위 기술 회사인 Northrop Grumman은 몇 가지 주요 부문으로 운영됩니다: 우주 시스템, 임무 시스템, 방위 시스템, 항공기 시스템.

시장 자본은 848억 달러이며, NOC 주가는 현재 592.44달러로, 연중 기준 26.24% 상승했습니다. 이는 EPS(TTM) 25.36과 P/E(TTM) 23.36을 보이고 있습니다. Northrop Grumman 주주는 1.56%의 배당 수익을享受합니다.
금융 실적은, 2025년 2분기에는 매출이 104억 달러였습니다. 해당 기간의 순이익은 12억 달러, 즉 1주당 8.15달러였습니다.
운영 이익은 3.35억 달러, 영업 활동으로부터의 현금은 5.57억 달러, 자유 현금 흐름은 4.68억 달러였습니다. 분기별 신규 수주 총액은 74억 달러, 총 주문은 897억 달러였습니다.

“우리는 고객과 함께 능력의 제공을 가속화하기 위해 협력하고 있습니다. 우리는 우리의 다양한 제품 제공에 대한 수요가 글로벌적으로 증가하고 있습니다.”

– CEO Kathy Warden

회사는 또한 주주에게 7억 달러 이상을 주식 매입과 배당을 통해 반환했습니다.

천문학과 그 너머의 AI 역할

AI는 천문학을 포함한 산업을 변革시키고 있으며, 이는 실시간으로 희귀하고 일시적인 우주적 사건을 포착하는 데 중요한 도구가 되었습니다. 이는 몇 년 전에는 거의 불가능했습니다.
AI 도구가 거대한 하늘 조사를 포함한 관측소와 결합하여 더 많은 발견의 문을 열면, 이러한 기술이 의학, 금융, 국가 보안 등에 적용될 수 있음을 강조하며, 이는巨大的 교차 가능성을 나타내고, 새로운 혁신의 시대를 알립니다.
인공 지능에 투자하는 모든 것에 대해 알아보십시오.