우주
AI가 실시간으로 희귀한 초신성 SN 2023zkd를 감지
초신성 SN 2023zkd는 인공 지능(AI)의 도움으로 천문학자들이 발견한 희귀한 초신성입니다.
AI는 금융, 의료, 제조, 사이버 보안, 재난 관리, 고객 서비스 등 다양한 산업에서 광범위하게 사용되고 있습니다. 이는 반복적인 작업을 자동화하고, 지치지 않고 연속적으로 작동하며, 복잡한 데이터를 처리하고 분석하며, 오류를 최소화하고, 의사 결정을 개선하는 데 도움이 됩니다.
기계가 인간 지능과 관련된 작업을 수행하는 능력으로 정의되는 이 기술은 또한 우리가 우주를 더 잘 이해하고 새로운 천체를 발견하는 데 도움이 됩니다.
예를 들어, 몇 개월 전 AI는 천문학자들이 우주의 비밀을 풀기 위해 블랙 홀에 대한 데이터를 평가하는 데 도움이 되었습니다. 1,200만 개 이상의 시뮬레이션을 사용하여 연구자들은 우리 은하의 중심 블랙 홀이 거의 최대 속도로 회전하고 있음을 발견했습니다.
이를 달성하기 위해 팀은 네트워크를 교육하기 위해 합성 시뮬레이션을 사용하여 블랙 홀에 대한 새로운 우주적 통찰력을 발견했습니다.
네트워크는 2022년 Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration이 제공한 블랙 홀 Sagittarius A*의 이미지 뒤에 있는 데이터에서 정보를 발견하도록 교육되었습니다.
이전 연구에서는 실제 합성 데이터의 작은 양만을 사용했지만, 최신 연구에서는 CHTC의 고처리 컴퓨팅 기능을 통해 EHT 데이터와 모델을 비교하기 위해 베이즈 신경 네트워크에 수백만 개의 파일을 입력했습니다.
신경 네트워크는 블랙 홀이 거의 최대 속도로 회전하고 있으며, 근처의 방출은 제트가 아닌 어린 별의 뜨거운 전자로 인해 발생한다고 제안했습니다. 또한 디스크의 자기장은 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 AI 및 기계 학습 접근 방식을 첫 번째 단계로 본다. 다음으로 우리는 관련 모델과 시뮬레이션을 개선하고 확장할 것입니다.”
그 외에도 지난 해에 수행된 또 다른 연구에서 AI를 사용하여 우주의 5개 우주론적 매개 변수 또는 “우주의 원래 설정”을 정밀하게 결정했습니다. 이 매개 변수는 10만 개 이상의 은하에 대한 정보를 포함하는 데이터 세트(SDSS)에서 추출되었으며, 우주의 작동 방식을 결정합니다.
데이터에서 유용한 정보를 추출하기 위해 팀은 먼저 AI에게 무엇을 찾을지 교육해야 했으며, 이를 위해 2,000개의 시뮬레이션 우주를 생성했습니다. 각 우주는 다른 우주론적 설정과 실제 은하 조사를 경험하는 도전 과제가 포함되어 있습니다.
그런 다음 실제 데이터를 SDSS Baryon Oscillation Spectroscopic Survey에 입력하여 인상적인 결과를 제공하여 천문학자들이 더 적은 데이터로 더 많은 작업을 수행하고 천문학의 경계를 확장할 수 있게 합니다.
이제 최신 발견에서 과학자들은 Spotify 알고리즘을 기반으로 하는 새로운 AI 시스템인 Lightcurve Anomaly Identification and Similarity Search (LAISS)를 사용했습니다.
UC Santa Cruz의 글로벌 연구 대학에서 개발된 이 시스템은 알려진 천체의 데이터 세트에 대한 초신성 SN 2023zkd의 특징을 비교하여 bất thường을 감지합니다. AI가 확인할 가치가 있는 후보를 발견하면 실시간으로 연구자에게 분석을 요청합니다.
이 AI 시스템을 사용하여 천문학자들은 초신성이 폭발한 지 몇 시간 만에 초신성을 식별할 수 있었습니다. 초신성은 별의 매우 강력하고 밝은 폭발로, 暫時적으로 전체 은하를 초과할 수 있는 우주의 가장 밝은 사건 중 하나입니다.
초신성은 우주에서 중요한 역할을 하며, 미래의 별, 행성 및 생명의 기본 빌딩 블록인 중원소를 생성하고 확산시킵니다.
이러한 사건은 짧은 시간 동안 발생하지만 SN 2023zkd가 사라지기 전에 연구자들은 신속하게 후속 관측을 수행할 수 있었습니다. 증거는 이 폭발이 블랙 홀 동반체와의 치명적인遭遇을 한 거대한 별의 결과임을 시사합니다.
동반체는 별을 부분적으로 삼키거나 폭발하기 전에 찢어졌습니다.
주목할 점은 천문학자들이 사용한 AI가 실시간으로 일시적인 이상을 감지하는 데 사용될 수 있으며, 의료 진단, 금융 사기 예방, 국가 보안 등에서도 사용될 수 있어 시스템의 다용도성과 광범위한 능력을 보여줍니다.
초신성의 초기 순간을 포착
최신 발견은 이 달에 천문학 협력으로 보고되었으며, 블랙 홀과 함께 궤도에 있는 거대한 별의 폭발을 기록했습니다. 이 발견은 별이 폭발하기 직전에 별을 찾는 AI 시스템의 도움으로 이루어졌습니다.
폭발의 이름은 SN 2023zkd이며, 2년 전 Zwicky Transient Facility에서 처음 감지되었습니다. 이는 새로운 AI 모델을 통해 식별되었으며, 이는 실제로 비정상적인 폭발이나 우주적인 사건을 실시간으로 플래그하는 것을 목표로 설계되었습니다.
초기 경고를 받은 팀은 폭발 직후 후속 관측을 시작할 수 있었으며, 이는 폭발의 초기 단계에서 폭발을 포착하고 전체 이야기를 다루고 기원을 찾는 데 중요한 단계입니다.
폭발이 끝난 후에 우주 및 지상에서 망원경을 사용하여 관측되었습니다. 이 경우 UC Santa Cruz 기반의 Young Supernova Experiment (YSE)는 하와이의 천문 연구 관측소(Haleakalāa)의 두 개의 망원경을 사용했습니다.
“이와 정확히 같은 초신성이 이전에 본 적이 없다. 따라서 매우 희귀할 수 있다.”
– Ryan Foley, UC Santa Cruz 천문학 및 천체 물리학 부교수
인간도 다른 것과 다르다는 것을 잘 포착할 수 있지만, Foley는 AI 알고리즘이 우리가 알아차리기 전에 훨씬 빨리 이를 플래그할 수 있으며, 이는 시간에 민감한 관측을 위해 중요하다고 지적했습니다.
Foley의 팀은 실제로 YSE를 운영하며, 이는 새로운 초신성과 기타 우주적 변동을 폭발 후 몇 시간 또는 며칠 내에 발견하도록 설계된 시간 도메인 조사입니다. 주로 Pan-STARRS 망원경을 사용하여 3일마다 1,500 제곱 度의 하늘을 조사할 계획입니다.
공식 웹사이트에 따르면 YSE의 목표는 젊은, 적색, 희귀한 변동성 천체의 통계적 샘플을 찾는 것입니다. 또한 블랙 홀 변동성을 더 잘 이해하는 데 목표를 두고 있습니다.
하늘의 약 4%를 3일마다 조사하면 팀이 수천 개의 새로운 우주 폭발을 발견할 수 있었으며, 그 중 수십 개는 폭발 후 며칠 또는 몇 시간 내에 발견되었습니다.
이제 그들은 SN 2023zkd에 대해 интерес 있는 것을 발견했으며, 이는 ‘불안정성 유도 이진 합병에 대한 증거: 이중 피크, 헬륨이 풍부한 유형 IIn 초신성 2023zkd’라는 연구에서 자세히 설명되어 있습니다. Astrophysical Journal에 발표된 이 연구는 NASA, National Science Foundation, Moore Foundation 및 Packard Foundation의 지원을 받았습니다.
최신 발견을 한 천문학자에 따르면, 거대한 별과 블랙 홀의 충돌은 필연적이었습니다.
별은 블랙 홀과 함께 궤도에 있었으며, 궤도에서 에너지를 잃음에 따라 서로 더 가까워졌습니다. 별과 블랙 홀의 거리는 줄어들었으며, 블랙 홀의 강한 중력은 별에서 가스와 먼지를 디스크로 끌어당겼습니다.
이 과정은 계속되었으며, 별이 자체적으로 폭발하기 전에 블랙 홀의 중력 응력이 별을 폭발하게 만들었습니다.
폭발이 이전 상호 작용에서 만들어진 물질의 껍질과 충돌했을 때, 이는 극적인 재 밝힘 이벤트를 동력화했습니다.
Alexander Gagliano, 연구의 주요 저자이자 NSF 인공 지능 및 기본 상호 작용 연구소의 연구원에 따르면:
“우리의 분석은 폭발이 블랙 홀 동반체와의 치명적인遭遇으로 인해 발생했으며, 이러한 밀접한 상호 작용이 실제로 별을 폭발시키는 데 도움이 된다는 가장 강력한 증거입니다.”
그러나 이것이 유일한 해석은 아닙니다. 팀은 실제로 초신성의 여러 가능한 시나리오를 고려했습니다.
과학자 팀에 따르면 다른 하나는 블랙 홀이 별을 완전히 찢어발기 전에 별이 폭발하기 전에 별을 완전히 삼켰다는 것입니다. 블랙 홀은 سپس 별의 잔해를 끌어당겼습니다. 그 잔해가周囲의 가스와 충돌했을 때, 이는 밝은 빛을 생성했습니다. 그러나 데이터는 이것이 강력하게 지지되는 경우는 아니라고 시사합니다.
두 시나리오 모두에서 더 무거운 블랙 홀이 남은 유일한 것입니다. 연구에 따르면, 폭발의 밝기 전구와 특성은 블랙 홀 동반체와의 불안정성 유도 합병을 통해 절반 정도剥가된 헬륨 별의 거대한 별과 가장 일치합니다.
초신성 SN 2023zkd의 기이한 삶
SN 2023zkd는 지구에서 약 7.3억 광년 떨어져 있습니다. 처음에는 다른 초신성과 마찬가지로 시간이 지남에 따라 서서히 사라지는 단 하나의 빛의 폭발처럼 보였습니다. 그러나 그렇지 않았습니다.
천문학자들이 SN 2023zkd의 감소를 수개월 동안 계속 관측한 결과, 초신성이 다시 밝아졌습니다. 따라서 팀은 이 비정상적인 행동에 대한 통찰력을 얻기 위해 저장된 데이터를 연구했습니다. 이는 또 다른 고유한 특성을 보여주었습니다.
초신성의 초자외선에서 적외선까지의 관측은 폭발 이전에 4년 동안 지속적으로 밝은 전구 방출을 보여주었으며, 폭발 이후에는 240일, 즉 약 8개월 후에 두 번째 밝기가 나타났습니다.
분광학적으로 볼 때, 强한 비대칭성과 다중 구성 요소의 Balmer 및 He I 프로파일을 보여주었습니다. 이는 별 스펙트럼에서 관찰되는 수소(H)와 헬륨(He)의 특정 스펙트럼 선으로, 은하와 기타 우주적 객체의 별 جمعیت의 연령과 구성물을 결정하는 데 사용됩니다.
따라서 폭발이 발생하기 전에 시스템은 이미 4년 동안, 즉 1,500일 동안 서서히 밝아지고 있었습니다. 이러한 폭발 이전의 장기간 동안의 활동은 초신성에서 거의 볼 수 없는 것입니다.
별은 실제로 사망하기 전에 두 번의 주요 폭발을 경험했습니다. 자세한 분석은 또한 폭발 빛이 별이 사망하기 전에 방출한 물질의 결과임을 나타냈습니다.
“2023zkd는 우리가 본 것 중에서 가장 명확한 증거 중 하나입니다. 이는 거대한 별이 폭발하기 전에 몇 년 동안 동반체와 상호 작용했음을 보여줍니다. 우리는 이것이 AI가 도와주기 위해 숨겨진 폭발의 한 类로 될 수 있다고 생각합니다.”
– Ashley Villar, 하버드 대학교 천문학 조교수
초신성이 폭발하기 전에 발생한 밝기는 초신성의 충격파가 저밀도 가스와 충돌하여 발생한 결과입니다. 몇 개월 후에 발생한 또 다른 피크는 밀도 높은 디스크와의 느린 및 지속적인 충돌의 결과입니다.
이 구조는 폭발 이전의 행동과 함께, 죽어 가는 별이 근처의緊緻한 동반체인 블랙 홀에서極端한 중력 응력에 처해 있음을 시사합니다.
팀은 관측 결과가 설명과 일치하도록 시스템을 구축하고 체계적으로 입증했습니다.
팀은 “우리가 사용하는 데이터를 통합하고 관측을 관리하는 소프트웨어 플랫폼을 구축했습니다. 이 연구에 사용된 AI 도구는 이 소프트웨어 생태계에 통합되어 있습니다”라고 말했습니다.
– Foley
최신 연구는 우주에서 희귀한 사건을 실시간으로 감지하는 데 AI의 중요성을 보여주지만, 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 기록할 수 있는 가장 큰 디지털 카메라가 장착되어 있습니다. 그 목표는 암흑 물질의 본질을 이해하고, 소행성과 혜성과 같은 천체를 목록화하고, 블랙 홀과 폭발하는 별을 탐험하며,銀河를 매핑하는 것입니다.
Rubin Observatory의 即将 到来的 Legacy Survey for Space and Time은 105 yr−1의 SNe IIn을 발견할 것으로 예상되며, 연구에 따르면 이 연구는 강한 상호 작용 이벤트의 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 살아가고 죽는지에 대해 우리의 이해를 높일 것입니다.
“우리는 이제 이러한 희귀한 사건을 자동으로 포착할 수 있는 시대에 들어섰습니다. 이는 별이 살아가는 방식과 죽는 방식 사이의 연결 고리를 마침내 연결할 수 있게 해주며, 이는 매우 흥미롭습니다.”
– Gagliano
한편, Foley는 AI의 경로를 예측하는 것이 어렵지만, 천문학을 넘어서 많은 용도가 있다고 지적했습니다. 그는 다음과 같이 말했습니다.
“의학적疾病를 스크린에 올리거나, 테러 공격에 주의를 집중시키거나, 정신 건강 문제를 조기에 발견하거나, 금융 사기를 발견하는 데 이러한 기술을 사용할 수 있음을 쉽게 상상할 수 있습니다. 실시간으로 이상을 감지하는 것이 유용할 수 있는 모든 곳에서 이러한 기술은 결국 역할을 할 것입니다.”
우주 기술에 투자하기
AI 우주 탐사 기술 분야에서 여러 공공 회사들이 전략적으로 위치하고 있지만, Northrop Grumman (NOC )은 우주 임무의 주요 계약자로 두드러집니다.
이것은 역사상 가장 큰 그리고 가장 복잡한 우주望遠鏡을 포함합니다. NASA의 제임스 웹 우주望遠鏡은 Northrop Grumman과 파트너십을 통해 개발되었으며, 이 회사는 관측소의 설계, 개발 및 시스템 통합을 주도했습니다. 2022년에 망원경은 첫 번째 이미지를 공개했습니다.
Northrop Grumman (NOC )
회사는 우주에서 AI의 사용을 확대하고 있으며, 우주선 작동을 개선하기 위해 AI 로봇 기술을 개발하고 있습니다. 이는 미래의 우주 임무를 포함하여 매우 복잡한 환경에서 작동할 수 있도록 설계되었습니다. Agentic AI는 우주선 작동의 모든 단계에 걸쳐 적용될 계획입니다.
일반적으로 글로벌 항공 우주 및 방위 기술 회사인 Northrop Grumman은 우주 시스템, 임무 시스템, 방위 시스템 및 항공기 시스템의 몇 가지 핵심 부문에서 운영됩니다.
(NOC )
시장 자본은 848억 달러이며, 작성 당시 NOC 주가는 592.44달러로, 연중 상승률은 26.24%입니다. TTM 기준 EPS는 25.36, P/E는 23.36입니다. Northrop Grumman의 주주들은 1.56%의 배당 수익을享受합니다.
금융 실적을 보면, 2025년 2분기에는 매출이 104억 달러, 당기순이익이 12억 달러, 희석 주당이익이 8.15달러였습니다.
영업 이익은 3,350만 달러, 영업 활동으로부터의 현금은 5,570만 달러, 자유 현금 흐름은 4,680만 달러였습니다. 분기별 신계약은 74억 달러, 총 주문은 897억 달러였습니다.
“우리는 고객과 함께 능력의 전달을 가속화하여 그들의 평화와 강력한 비전을 가능하게 합니다. 우리는 우리의 다양한 제품 제공에 대한 글로벌 수요가 증가하고 있습니다.”
– CEO Kathy Warden
회사는 또한 주식 재매입과 배당을 통해 주주에게 7억 달러 이상을 반환했습니다.
천문학 및 그 너머의 AI 역할
AI는 천문학을 포함한 산업을 변화시키고 있으며, 희귀하고 일시적인 우주적 사건을 실시간으로 포착하는 데 중요한 도구가 되었습니다. 이는 몇 년 전에는 거의 불가능했습니다.
AI 도구가 거대한 하늘 조사를 통해 더 많은 발견의 문을 열면서, 이러한 기술이 의료, 금융, 국가 보안 등에 적용될 수 있는巨大的 교차 잠재력을 보여주며, 이는 새로운 혁신의 시대를 의미합니다.
참고문헌:
1. Hahn, C., Lemos, P., Parker, L., et al. Cosmological constraints from non-Gaussian and nonlinear galaxy clustering using the SimBIG inference framework. 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. Evidence for an instability-induced binary merger in the double-peaked, helium-rich Type IIn supernova 2023zkd. The Astrophysical Journal, 989, 182, published 13 August 2025. https://doi.org/10.3847/1538-4357/adea38
