IA. Alla scoperta di miliardi di galassie con il telescopio Euclid (e l’aiuto di Elsa)

Il progetto di Horizon Europe- di cui è capofila l'Università di Bologna e a cui collaborano astronomi di 4 Paesi- mira a mappare più di un terzo del cielo

BOLOGNA – Dati in quantità che, lavorati dall’intelligenza artificiale, potranno portare a risultati di ricerca in tempi molto più ridotti. Per spingere al limite i confini di ciò che si può imparare dai dati raccolti dall’Euclid, il nuovo telescopio spaziale dell’Esa, l’Agenzia spaziale europea, è nata Elsa.

UN PROGETTO PER MAPPARE OLTRE UN TERZO DEL CIELO

Si tratta di un nuovo progetto di ricerca dell’Horizon Europe che utilizzerà l’intelligenza artificiale per rivelare i dettagli nascosti delle galassie più deboli e rare. Il telescopio Euclid è stato lanciato in orbita nel luglio 2023. Dai primi mesi di quest’anno, sta indagando l’universo alla ricerca della materia oscura: una missione il cui obiettivo primario è mappare più di un terzo del cielo. Nei prossimi sei anni, osserverà miliardi di galassie attraverso 10 miliardi di anni di storia del cosmo.

EUCLID OSSERVERÀ  MILIARDI DI GALASSIE, AD ELSA IL COMPITO DI ESTRARRE INFORMAZIONI PREZIOSE

Il suo gigantesco archivio di immagini e spettri sarà una miniera d’oro per studiare la formazione e l’evoluzione delle galassie nella storia dell’universo. Ma i filoni auriferi più ricchi sono anche i più difficili da sfruttare e gli strumenti sviluppati per gli obiettivi scientifici primari della missione non sono sufficienti per mettere a profitto la ricca eredità che i dati dell’Euclid offrono alla comunità astronomica. Per questo, entra in gioco Elsa: è una sigla che sta per “Euclid legacy science advanced analysis tools“. Il progetto è stato concepito da una squadra di astronomi provenienti da quattro Paesi europei, con l’idea di utilizzare l’intelligenza artificiale per estrarre le informazioni nascoste tra la mole di dati prodotti dal telescopio. Per farlo, gli scienziati si baseranno sul cluster di calcolo ad alte prestazioni dell’Open physics hub dell’Ateneo di Bologna, grazie al nuovo hardware informatico acquisito per l’occasione da Elsa.

“Nel campo dell’astronomia, siamo entrati nell’era dei big data” spiega Margherita Talia, ricercatrice al dipartimento di Fisica e Astronomia Augusto Righi dell’Alma Mater, associata all’Istituto nazionale di astrofisica e principal investigator del progetto. “La valanga di dati raccolti dall’Euclid, calcolata sulla scala dei petabyte, ha già iniziato a travolgerci, ed Elsa fornirà strumenti innovativi per trovare le gemme nascoste al suo interno”.
Uno dei punti di forza dell’Euclid è la sua capacità di osservare una vasta area del cielo in un colpo solo: elemento fondamentale per una missione il cui obiettivo primario è mappare più di un terzo del cielo in sei anni. La modalità di osservazione utilizzata è quella dello “step-and-stare”: il telescopio osserverà una zona del cielo per circa 70 minuti, producendo immagini e spettri, per poi spostarsi nel giro di pochi minuti alla zona successiva. Durante l’intera missione, questa operazione sarà ripetuta più di 40.000 volte.
“Tutti i dati dell’Euclid verranno resi disponibili nello European open science cloud attraverso gli strumenti dell’Osservatorio virtuale, come ad esempio l’Esa Sky: le Early release observations dell’Euclid sono già disponibili” aggiunge Stephen Serjeant, co-responsabile del gruppo di lavoro Elsa sulla citizen science. “Il nostro piano è quello di essere inclusivi e invitare volontari a esaminare con noi i dati dell’Euclid e aiutarci nell’addestramento degli algoritmi di machine learning per individuare tesori rari”.

“OBIETTIVO: CREARE LA PIÙ  ESTESA MAPPA 3D DELL’UNIVERSO”

Il telescopio spaziale Euclid è un progetto dell’Agenzia spaziale europea per studiare l’espansione dell’universo, la materia e l’energia oscura. È dotato di un telescopio Korsch a tre specchi, nel visibile e infrarosso con uno specchio del diametro di 1,2 metri ed è stato lanciato l’1 luglio 2023 con un lancio da Cape Canaveral -dopo l’invasione russa dell’Ucraina, la collaborazione con l’Agenzia spaziale russa è stata interrotta- ed è entrato in orbita il 30 luglio 2023. Il 7 novembre 2023 l’Esa ha rivelato le prime immagini a colori del cosmo dell’Euclid. Il telescopio ha scattato immagini astronomiche di vaste porzioni di cielo con una nitidezza finora inedita. L’obiettivo è di creare la più estesa mappa 3D dell’universo mai realizzata.
Il progetto Elsa è finanziato dall’Horizon Europe ed è coordinato dall’Università di Bologna, coinvolgendo in Italia l’Istituto nazionale di astrofisica, nel Regno Unito The Open University e l’Università di Bristol, in Francia la Cea e in Portogallo l’Universidade do Porto.