Un nouvel ensemble d’outils destinés aux astronomes et aux explorateurs planétaires utilise l’analyse visuelle interactive et l’apprentissage automatique pour révéler et contraster les propriétés des objets de notre galaxie.
De l’identification des valeurs aberrantes les plus « étranges » dans une population d’étoiles à la création de cartes de la Voie Lactée poussiéreuse ou à la combinaison d’ensembles de données pour une exploration immersive de la surface lunaire, les outils open source sont conçus pour aider les astronomes à étudier, annoter et travailler ensemble sur des résultats intéressants dans un environnement collaboratif en ligne.
La boîte à outils EXPLORE, développée par le programme Horizon 2020 de la Commission européenne, a été présentée le mois dernier au Conférence sur les logiciels et systèmes d’analyse de données astronomiques (ADASS) XXXIII et lors d’un atelier technologique au siège de l’Agence spatiale italienne.
Les outils lunaires d’EXPLORE permettent aux utilisateurs de naviguer dans un modèle 3D de la lune et de télécharger, afficher et comparer plusieurs ensembles de données provenant de missions lunaires. En zoomant sur un emplacement, les utilisateurs peuvent superposer des cartes de base avec des contours, des visualisations à différentes longueurs d’onde et des informations spectrales sur la minéralogie de la surface. Les modèles d’apprentissage profond pré-entraînés aident à identifier les cratères et les caractéristiques cartographiques.
Une « vue piétonne » permet aux utilisateurs de se visualiser debout et se déplaçant autour de la surface lunaire grâce à des modèles numériques d’élévation.
Animation d’une carte du ciel montrant la concentration de poussière dans la Voie lactée au-dessus du ciel de Bruxelles de jour comme de nuit. Crédit : Consortium EXPLORE. Le catalogue d’étoiles utilisé pour les constellations est protégé par copyright 2005-2020, Marc van der Sluys, hemel.waarnemen.com et utilisé sous licence (CC BY 4.0).
Les outils de recherche stellaire sont conçus pour étudier les propriétés des étoiles de la Voie lactée observées par la mission Gaia de l’Agence spatiale européenne et dans d’autres grandes bases de données. L’attribution d’un « score d’étrangeté » aux données spectrales peut aider les astronomes à trouver des étoiles inhabituelles, ou des groupements présentant des caractéristiques similaires, au sein d’une population d’un million d’étoiles.
Les comparaisons de la luminosité des étoiles à différentes longueurs d’onde peuvent révéler des informations sur la température, l’âge, la taille et la quantité d’énergie produite par les étoiles. Appliqués à un recensement de toutes les étoiles de la Voie Lactée, ces résultats collectifs peuvent aider à comprendre la composition globale de notre galaxie et la manière dont elle s’est construite.
Les outils galactiques permettent aux utilisateurs d’observer les objets poussiéreux et la répartition de la poussière dans la Voie Lactée en une, deux ou trois dimensions. Couper la galaxie dans n’importe quelle orientation peut révéler où la poussière est densément agglomérée et où se trouvent des fenêtres offrant des lignes de visibilité potentielles aux objets d’intérêt. Des cartes du ciel interactives montrent comment la bande de poussière au cœur de la Voie lactée passe au-dessus de notre planète, de jour comme de nuit, à n’importe quel endroit donné de la Terre.
Nick Cox, coordinateur d’EXPLORE, a déclaré : « Ces applications scientifiques EXPLORE sont des démonstrateurs destinés aux astronomes travaillant dans un large éventail de domaines, notamment la spectroscopie stellaire, l’archéologie galactique et l’exploration lunaire. Les outils EXPLORE et la plateforme sur laquelle ils sont déployés sont tous deux très flexible et peut être adapté à d’autres domaines de l’astronomie et des sciences planétaires.
Manuela Rauch du Know Center, qui a dirigé le développement des outils de visualisation et de l’interface utilisateur, a déclaré : « Notre objectif pour EXPLORE est de fournir des méthodologies, des outils et de l’inspiration pour que d’autres puissent créer leurs propres applications et services Web. »
Giacomo Nodjoumi de Constructor University, qui a développé les outils d’exploration lunaire, a déclaré : « Ces nouveaux outils destinés à la communauté scientifique sont entièrement open source, modulaires, extensibles et évolutifs, sans aucune installation requise. »