AI가 실시간으로 희귀 초신성 SN 2023zkd를 감지

SN 2023zkd라는 희귀 초신성이 발견되었습니다 인공지능(AI)의 도움을 받은 천문학자들에 의해.

AI는 현재 다양한 산업 분야에서 광범위하게 사용되고 있습니다 금융, 의료, 제조, 사이버 보안, 재난 관리 및 고객 서비스와 같은 분야에서. 반복 작업을 자동화하고, 피로 없이 지속적으로 작동하며, 방대한 복잡한 데이터를 처리·분석하고, 오류를 최소화하며, 의사결정을 개선함으로써 세상을 변화시키고 있습니다.

기술은 기계가 인간 지능과 관련된 작업을 수행할 수 있는 능력을 의미하며, 또한 하늘에서 새로운 물체를 탐지하고 우주에 대한 이해를 심화시키는 데에도 도움을 주고 있습니다.

예를 들어, 몇 달 전 AI는 국제 천문학자 팀이 블랙홀에 대한 데이터를 평가함으로써 우주의 신비를 풀어내는 데 도움을 주었습니다. 1,200만 개가 넘는 시뮬레이션을 사용한 연구자들은 은하수 중심 블랙홀이 거의 최대 속도로 회전하고 있음을 발견했습니다.

이를 달성하기 위해 팀은 합성 시뮬레이션을 활용해 네트워크를 훈련시켰으며, 이를 통해 블랙홀에 대한 새로운 우주적 통찰을 발견할 수 있었습니다.

네트워크는 훈련되었습니다 2022년 Event Horizon Telescope (EHT) 협력이 제시한 블랙홀 Sagittarius A* 이미지 뒤의 데이터에서 정보를 추출하도록, 이는 2022년 Event Horizon Telescope (EHT) 협력이 제시한 것입니다.

이전 연구들은 소량의 현실적인 합성 데이터만 사용했지만, 최신 연구는 수백만 개의 파일을 베이지안 신경망에 입력했습니다, CHTC의 고처리량 컴퓨팅 능력 덕분에 EHT 데이터와 모델 간의 보다 정확한 비교를 가능하게 했습니다.

신경망은 블랙홀이 거의 최고 속도로 회전하고 있으며, 근처의 방출은 제트가 아니라 주변 흡수 원반의 매우 뜨거운 전자에 의해 발생한다고 제시했습니다. 또한 원반 내의 자기장은 이전에 추정된 것과 다르게 행동하는 것으로 보입니다.

라드부드 대학교 니메겐의 수석 연구원 Michael Janssen에 따르면:

우리가 기존 이론에 도전하고 있다는 것은 물론 흥미진진합니다. 그러나 저는 우리의 AI와 머신러닝 접근 방식을 주로 첫 단계로 보고 있습니다. 다음으로는 관련 모델과 시뮬레이션을 개선하고 확장할 예정입니다.

작년의 또 다른 연구는 AI를 사용해 다섯 가지 우주론적 매개변수, 즉 “우주의 설정¹을 정밀하게 결정했습니다. 이 매개변수들은 10만 개가 넘는 은하에 대한 정보를 포함한 데이터셋(SDSS)에서 추출되었으며, 우주가 가장 큰 규모에서 어떻게 작동하는지를 결정합니다.

데이터셋에서 유용한 정보를 추출하기 위해 팀은 먼저 AI에게 무엇을 찾아야 하는지 훈련시켜야 하며, 이를 위해 2,000개의 시뮬레이션 우주를 만들었습니다. 각각은 다른 우주론적 설정과 은하 조사에서 겪는 실제적인 도전을 포함합니다.

그 후, SDSS Baryon Oscillation Spectroscopic Survey의 실제 데이터를 입력하여 인상적인 결과를 얻었으며, 이를 통해 천문학자들은 적은 데이터로 더 많은 일을 수행하고 천문학의 한계를 넓힐 수 있게 되었습니다.

현재 최신 발견에서는 과학자들이 Lightcurve Anomaly Identification and Similarity Search (LAISS)라는 새로운 AI 시스템을 사용했으며, 이는 Spotify 알고리즘을 기반으로 합니다.

전 세계 연구 대학인 UC Santa Cruz가 만든 이 시스템은 초신성 SN 2023zkd의 특성을 알려진 객체들의 데이터셋과 비교하여 이상 현상을 감지합니다. 이는 희귀 현상을 나타낼 수 있습니다. AI가 확인할 가치가 있는 것을 발견하면 실시간으로 후보를 연구자에게 전달하여 분석하게 합니다.

그 AI 시스템을 사용해 천문학자들은 폭발 몇 시간 내에 초신성을 식별할 수 있었습니다. 초신성은 별의 매우 강력하고 밝은 폭발로, 우주에서 가장 밝은 현상 중 하나이며 일시적으로 전체 은하보다 더 밝게 빛날 수 있습니다.

초신성은 무거운 원소를 생성하고 퍼뜨리며, 이는 미래의 별, 행성 및 생명의 기본 구성 요소이기 때문에 우주에서 필수적인 역할을 합니다.

이러한 현상은 짧은 기간에 일어나지만, SN 2023zkd가 사라지기 전에 연구자들은 빠른 후속 관측을 수행했습니다. 증거에 따르면 이번 폭발은 거대한 별이 블랙홀 동반자와의 재앙적인 만남으로 인해 발생한 것으로 보입니다.

동반자는 별을 부분적으로 삼키거나 자체 폭발하기 전에 별을 찢어버렸을 가능성이 있습니다.

특히, 천문학자들이 실시간으로, 정기적으로, ‘운에 의존하지 않고’ 순간적인 이상 현상을 찾는 데 사용한 AI는 의료 진단, 금융 사기 방지, 국가 안보 등에도 활용될 수 있어 시스템의 다재다능함과 광범위한 능력을 보여줍니다.

우주 폭발을 가장 초기 단계에서 포착하기

이번 최신 발견은 이번 달에 천문학 협력팀에 의해 보고되었으며, 블랙홀과 궤도를 공유하는 거대한 별의 폭발을 기록했습니다. 이 발견 이뤄졌습니다 AI 시스템의 도움으로, 이 시스템은 별이 폭발 직후를 적극적으로 탐지합니다.

폭발의 이름은 SN 2023zkd이며, 처음으로 2년 전 Zwicky Transient Facility에 의해 감지되었습니다. 식별되었습니다 새로운 AI 모델을 통해, 이 모델은 실시간으로 비정상적인 폭발이나 우주 현상을 표시하도록 설계되었습니다.

조기 경보를 통해 연구팀은 즉시 후속 관측을 시작할 수 있었으며, 이는 폭발을 가장 초기 단계에서 포착하고 전체 이야기를 파악하며 원인을 찾는 중요한 단계입니다.

폭발이 끝난 후, 우주에서와지상에서관측되었습니다. 이 경우, 하와이의 천문 연구 관측소(Haleakalāa)에서 두 개의 망원경이 UC Santa Cruz 기반 Young Supernova Experiment (YSE)에 의해 사용되었습니다.

이와 정확히 같은 초신성은 본 적이 없으며 이전에, 그래서 매우 희귀할 수 있습니다.

– Ryan Foley, UC Santa Cruz 천문학 및 천체물리학 부교수

인간도 ‘다른 것과 다르다’는 것을 발견하는 데 능숙하지만, 그가 언급한 AI 알고리즘은 우리가 눈치채기보다 훨씬 일찍 이를 표시할 수 있으며, 이는 시간에 민감한 관측에 매우 중요합니다.

Foley 팀은 실제로 YSE를 운영하고 있으며, 이는 초신성(SNe) 및 기타 우주 과도 현상을 폭발 후 몇 시간 또는 며칠 이내에 발견하도록 설계된 시간 영역 조사입니다. 주로 Pan-STARRS 망원경을 사용하며, 곧 매 3일마다 1500 제곱도에 걸친 하늘을 조사할 예정입니다.

에 따르면 공식 웹사이트, YSE의 목표는 젊고, 붉으며, 희귀한 과도 현상의 통계적 샘플을 찾는 것입니다. 또한 블랙홀 변동성을 더 잘 이해하는 것을 목표로 합니다.

매 3일마다 밤하늘의 약 4%를 조사함으로써 팀은 수천 개의 새로운 우주 폭발을 발견했으며, 그 중 다수는 폭발 후 며칠 또는 몇 시간 이내에 포착되었습니다.

그들은 SN 2023zkd에 대해 흥미로운 점을 발견했으며, 이는 연구에서 자세히 다루어졌습니다 제목이 ‘이중 피크, 헬륨이 풍부한 Type IIn 초신성 2023zkd에서 불안정성 유도 이진 합병에 대한 증거‘.² Astrophysical Journal에 발표된 이 연구는 NASA, National Science Foundation, Moore Foundation, Packard Foundation의 지원을 받았습니다.

최신 발견을 이끈 천문학자들에 따르면, 거대한 별과 블랙홀 사이의 충돌은 불가피했습니다.

별은 블랙홀과 궤도를 공유하고 있었으며, 궤도에서 에너지가 손실되면서 서로 가까워졌습니다. 그들의 거리는 계속 감소했고, 블랙홀의 강렬한 중력이 별의 먼지와 가스를 원반으로 끌어당겼습니다.

이것은 계속해서 진행되었으며, 별이 밀집된 블랙홀을 삼키기 전에, 후자의 중력 스트레스로 인해 별이 폭발했습니다.

폭발이 이전 상호작용에서 나온 물질의 껍질(디스크 위·아래)에 충돌했을 때, 이는 극적인 재밝기 증가 사건을 일으켰습니다.

NSF 인공지능 및 기본 상호작용 연구소의 연구원이며 이 연구의 주요 저자인 Alexander Gagliano에 따르면:

우리의 분석에 따르면 폭발은 블랙홀 동반자와의 재앙적인 만남에 의해 촉발되었으며, 이러한 근접 상호작용이 실제로 별을 폭발시킬 수 있다는 가장 강력한 증거입니다.

대부분의 거대한 별이 이중성계에 있다는 것은 알려져 있었지만, Gagliano는 “폭발 직전 질량 교환을 하는 모습을 포착하는 것은 믿을 수 없을 정도로 희귀합니다”라고 언급했습니다.

하지만 이것이 유일한 해석은 아닙니다. 팀은 실제로 초신성의 여러 기원 시나리오를 고려했습니다.

다른 시나리오는, 과학자 팀에 따르면, 블랙홀이 거대한 별을 완전히 찢어버렸으며, 이를 ‘스파게티화’라고 합니다. 블랙홀은 이후 별의 잔해를 끌어당겼고, 그 잔해가 주변 가스와 충돌하면서 밝은 빛을 생성했습니다. 데이터는 이 경우를 강하게 지지하지 않습니다.

두 시나리오 모두에서, 남는 것은 무거운 블랙홀뿐입니다. 연구에 따르면, 밝아지는 광학 전구와 폭발 특성은 거대한 반쯤 벗겨진 헬륨 별이 불안정성 유도 합병을 통해 블랙홀 동반자와 결합하는 경우와 가장 일치합니다.

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초신성 SN 2023zkd의 이상한 삶

SN 2023zkd는 지구로부터 대략 7억 3천만 광년 떨어진 곳에 위치합니다. 처음에는 일반적인 초신성처럼 보였으며, 시간이 지나면서 서서히 빛이 사라지는 단일 빛 폭발이었습니다. 그러나 상황은 달랐습니다.

천문학자들이 여러 달에 걸쳐 SN 2023zkd의 감소를 지속적으로 모니터링하면서, 초신성이 다시 밝아지는 것을 발견했습니다. 그래서 팀은 이 특이한 행동을 이해하기 위해 보관 데이터를 연구했으며, 그 과정에서 또 다른 독특한 특성을 밝혀냈습니다.

이 놀라운 초신성에 대한 자외선에서 적외선까지의 관측은 발견 이전 수년 동안 지속적이고 밝은 전구 방출을 보여주었으며, 발견 후 마지막 해에 느린 밝기 증가 단계가 이어졌습니다.

발견 이후, 초신성은 240일, 즉 약 8개월 간격으로 두 개의 비슷한 밝기 피크를 보였습니다.

분광학적으로는 강하게 비대칭적인 다중 성분 Balmer와 He I 프로파일을 나타냈습니다. 이는 은하와 기타 우주 객체의 스펙트럼에서 관측되는 수소(H)와 헬륨(He)의 특정 스펙트럼 라인으로, 별 집단의 연령과 구성 성분을 판단하는 데 사용됩니다.

따라서 폭발이 일어나기 전부터, 시스템은 4년 이상, 약 1,500일 동안 서서히 밝아지고 있었습니다. 이러한 장기간의 폭발 전 활동은 초신성에서는 드물게 관찰됩니다.

별은 기본적으로 죽기 전 두 차례의 주요 폭발을 경험했습니다. 상세 분석은 또한 폭발 빛이 별이 죽기 전 몇 년 동안 방출한 물질에 의해 발생했음을 보여줍니다.

“2023zkd는 폭발 전 몇 년 동안 동반자와 상호작용하는 거대한 별의 가장 명확한 징후 중 하나를 보여줍니다,”라고 매사추세츠 주 하버드 대학 천문학 조교수인 Ashley Villar가 말했습니다. “우리는 이것이 AI가 발견을 도울 전체 숨은 폭발 클래스의 일부일 수 있다고 생각합니다.”

따라서 폭발 전 밝아짐은 초신성의 충격파가 저밀도 가스와 충돌한 결과였습니다. 몇 달 뒤의 또 다른 피크는 밀집된 원반 모양 구름과의 느리고 지속적인 충돌 결과였습니다.

이 특정 구조와 폭발 전 행동은 죽어가는 별이 근처의 조밀한 동반자, 예를 들어 블랙홀과 같은 강한 중력 스트레스를 받고 있음을 시사합니다. 많은 논의 끝에 팀은 이것이 블랙홀과의 이진 시스템이라고 결론지었습니다.

관측이 그들의 설명과 일치하는지 확인하기 위해 팀은 시스템을 구축하고 체계적으로 시연했습니다.

팀은 “데이터를 통합하고 관측을 관리하기 위해 사용하는 소프트웨어 플랫폼을 구축했습니다. 이 연구에 사용된 AI 도구는 이 소프트웨어 생태계에 통합되어 있습니다,”라고 Foley가 말했습니다.

최신 연구가 실시간으로 희귀 우주 현상을 포착하는 데 AI의 중요성을 보여주는 한편, 천문학자들은 Vera C. Rubin Observatory와 같은 시설이 향후 10년 동안 수행할 수 있는 중요한 역할을 강조합니다.

이전에는 Large Synoptic Survey Telescope (LSST)로 알려졌던 이 관측소는 칠레 안데스 산맥에 위치하며, 8.4미터 망원경과 세계 최대 디지털 카메라를 갖추어 몇 밤마다 남쪽 하늘 전체를 기록합니다. 목표는 암흑 물질의 본질을 이해하고, 태양계의 소행성 및 혜성 같은 객체를 조사하며, 블랙홀과 폭발 별을 탐구하고, 은하수를 지도화하는 것입니다.

다가오는 Rubin Observatory의 Legacy Survey for Space and Time이 연간 약 10⁵개의 초신성을 발견할 것으로 예상됨에 따라, 연구는 SNe IIn의 광도 샘플이 올해 크게 증가할 것이라고 언급했습니다. 연구는 다음과 같이 밝혔습니다:

“이러한 장기간 지속되고 재밝아지는 과도 현상을 표시하도록 설계된 알고리즘은 강하게 상호작용하는 사건 전체 범위를 특성화하는 데 중요한 역할을 할 것입니다.”

Rubin Observatory의 관측과 실시간 AI 탐지를 결합하면 천문학자들은 더 희귀하고 복잡한 사건을 발견·연구할 수 있어, 이중성계에서 거대한 별이 어떻게 살아가고 죽는지를 더 잘 이해할 수 있게 됩니다.

“우리는 이제 실시간으로 이러한 희귀 사건을 사후가 아니라 발생 순간에 자동으로 포착할 수 있는 시대에 진입했습니다. 이는 별이 어떻게 살아가고 죽는지를 연결하는 퍼즐을 마침내 맞출 수 있게 해주며, 이는 믿을 수 없을 정도로 흥미진진합니다.”

– Gagliano

한편 Foley는 AI의 경로를 예측하는 것이 어렵지만, 여전히 고도화되어 있으며 천문학을 넘어 다양한 용도로 활용될 수 있다고 언급했습니다. 그는 다음과 같이 말했습니다:

“질병 선별, 테러 공격 감시, 정신 건강 문제 조기 치료, 금융 사기 탐지 등 실시간 이상 탐지가 유용한 모든 분야에서 이러한 기술이 결국 역할을 할 수 있을 것입니다.”

스크롤하려면 스와이프 →

우주 기술에 투자하기

여러 공개 기업이 AI 우주 탐사 기술 분야에 전략적으로 위치하고 있지만, Northrop Grumman (NOC )는 우주 임무의 주요 계약업체로 돋보입니다.

여기에는 지금까지 제작된 가장 크고 복잡한 우주 망원경이 포함됩니다. NASA의 제임스 웹 우주 망원경은 Northrop Grumman와 협력하여 구축되었으며, 관측소의 설계, 개발 및 시스템 통합을 주도했습니다. 2022년에 이 망원경은 첫 이미지를 공개했습니다.

Northrop Grumman (NOC )

이 회사는 우주에서 AI 활용을 확대하여 우주선 운영을 개선하고 있습니다. AI 로봇 기술을 개발함으로써 향후 우주 임무를 포함한 고도로 복잡한 환경에서의 운영을 가능하게 하는 것을 목표로 합니다. Agentic AI는 우주선 운영의 모든 단계에 적용될 예정입니다.

일반적으로 이 글로벌 항공우주 및 방위 기술 기업은 주요 부문인 Space Systems, Mission Systems, Defense Systems, Aeronautics Systems을 통해 운영됩니다.

현재 기준으로 NOC 주식의 시가총액은 848억 달러이며, 주가는 592.44달러로 연초 대비 26.24% 상승했습니다. EPS(TTM)는 25.36, P/E(TTM)는 23.36이며, Northrop Grumman 주주들은 1.56%의 배당 수익률을 누리고 있습니다.

2025년 2분기 재무에 따르면, 매출은 104억 달러였으며, 순이익은 12억 달러, 희석 주당 8.15달러였습니다.

영업이익은 3억 3500만 달러, 영업활동 현금 순유입은 5억 5700만 달러, 자유 현금 흐름은 4억 6800만 달러였습니다. 해당 분기의 순수상은 74억 달러이며, 총 백로그는 897억 달러에 달했습니다.

우리는 고객과 협력하여 역량 제공을 가속화하고, 힘을 통한 평화라는 비전을 실현하도록 돕고 있습니다. 우리는 전 세계적으로 우리 제품군에 대한 수요가 지속적으로 증가하고 있음을 확인하고 있습니다.

– CEO Kathy Warden

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

천문학 및 그 너머에서 AI의 역할

AI는 금융, 의료 등 다양한 산업을 변화시키고 있으며, 천문학에서도 SN 2023zkd와 같은 희귀하고 순간적인 우주 현상을 실시간으로 포착할 수 있게 하는 핵심 도구가 되었습니다. 이는 몇 년 전만 해도 거의 불가능했던 일입니다.

AI 도구가 대규모 하늘 조사와 Rubin과 같은 관측소와 결합함에 따라 더 많은 발견이 가능해지고, 이러한 기술이 의료, 금융, 국가 안보 등에도 적용될 수 있다는 사실은 그 막대한 교차 잠재력을 강조하며 새로운 혁신 시대를 알립니다.

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참고문헌:

1. Hahn, C., Lemos, P., Parker, L., et al. SimBIG 추론 프레임워크를 사용한 비가우시안 및 비선형 은하 군집에 대한 우주론적 제약. Nature Astronomy, 8, 1457–1467, published 21 August 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. 이중 피크, 헬륨이 풍부한 Type IIn 초신성 2023zkd에서 불안정성 유도 이진 합병에 대한 증거. The Astrophysical Journal, 989, 182, published 13 August 2025. https://doi.org/10.3847/1538-4357/adea38