Поиск жизни там, наверху: наука о данных в астробиологических исследованиях

Поиск внеземной жизни во Вселенной стал намного интереснее за последние несколько лет. Астрономы добились значительных успехов в идентификации планет земного типа по всей галактике и за ее пределами. Фактически, по оценкам, существует один квадриллион планет земного типа в наблюдаемой Вселенной.

И как вы могли догадаться, процесс поиска признаков жизни требует очень большого объема данных. Ученые должны анализировать закономерности в космосе и выбросы энергии, которые происходят на определенных частотах и ​​в определенное время. Телескопы по всему миру собирают поразительно большие объемы данных, и задача астробиологов — извлекать закономерности из этих необработанных наборов данных, собирать статистику и выявлять аномалии в радиосигналах, световых волнах и продвинутой термодинамике.

На долю науки о данных выпала задача помочь этим астробиологам извлекать и анализировать как структурированные, так и неструктурированные данные, чтобы определить вероятность существования планет, на которых может быть жизнь. Это увлекательная область исследований, которая наконец-то имеет инструменты, необходимые для успеха.

Наука о данных в астробиологии: поиск релевантных данных

Тип данных, которые ищут астробиологи (как за пределами нашей планеты, так и на нашей планете в экстремальных условиях), можно разделить на две основные категории: биосигнатуры и техносигнатурыТипы анализа данных для каждого из них различаются: один включает моделирование и создание новых данных, а второй — анализ аномалий.

1. Биосигнатуры демонстрируют присутствие вещества или признака, указывающего на то, что жизнь может быть там или могла быть там в прошлом. Они представляют собой свидетельство жизни в контексте наблюдаемой системы. Например, биосигнатура луны или планеты может включать химические или органические соединения, видимые макроскопические узоры или газы на поверхности или в атмосфере, которые указывают на признаки жизни.

2. Техносигнатуры, с другой стороны, определяются по аномалиям в астрономических данных, таких как радио- или визуальные данные. Это потенциально обнаруживаемые сигнатуры, которые могут указывать на присутствие развитых цивилизаций. Они могут включать такие вещи, как инфракрасное излучение, которое может быть преднамеренными сигналами с далекой планеты, или присутствие определенных загрязняющих химических веществ в атмосфере планеты, что может быть признаком развитой цивилизации, подобной нашей.

Моделирование планетарных условий

Оказывается, наука о данных, основанная на искусственном интеллекте, также чрезвычайно полезна для создания симулированные атмосферные модели экзопланет. Астрономы могут предоставить входные данные для компьютерных моделей наблюдаемых газов в атмосфере на основе температуры, граничных условий и других элементов. Затем эти атмосферы можно использовать для моделирования телескопических наблюдений подобных экзопланет, чтобы предсказать, какие типы атмосфер лучше всего искать у потенциальных экзопланет.

Создание базы данных различных смоделированных «миров» может помочь астрономам предсказать, какие конкретные свойства следует наблюдать в разнообразном наборе экзопланет. Как только они определят нужные свойства в смоделированных средах, у них появятся данные и технологические требования для создания будущих телескопов, которые специализируются, например, на обнаружении экзопланет.

НАСА борется с НЛО с помощью данных

Это может показаться чем-то из области научной фантастики, но НАСА теперь применяет очень научный подход к изучению мир данных об НЛО. Новое девятимесячное исследование будет сосредоточено не на потенциальном присутствии НЛО (теперь называемых неопознанными воздушными явлениями или НЛО), а скорее на понимании того, какие типы несекретных данных могут быть доступны и какие дополнительные ресурсы потребуются, чтобы точно узнать, что видят люди (или думают, что видят), когда сообщают о наблюдениях НЛО.

В своей нынешней форме изучение UAP является «бедным данными», и NASA надеется превратить его в предприятие, богатое данными. NASA будет использовать те же инструменты науки о данных, которые оно использует для астробиологических исследований, чтобы извлечь данные, необходимые для проведения более строгого анализа. Программа NASA, которая объединяет усилия Директората научных миссий и Директората аэронавтических исследовательских миссий, определила ключевые задачи, связанные с данными для миссии. Они включают:

• Определение того, какие типы научных данных, которые в настоящее время собираются и архивируются НАСА, некоммерческими организациями, компаниями и другими агентствами, можно синтезировать для анализа природы НПА.
• Понимание методов научного анализа, используемых сегодня для оценки происхождения НАП, и тех из них, которые следует развивать дальше.
• Какие основные физические ограничения могут быть наложены на природу UAP?
• Какие протоколы отчетности, используемые сегодня системами данных управления воздушным движением, можно изменить для улучшения анализа.

Хотите стать специалистом по данным? Ознакомьтесь с сертификацией по науке о данных и получите сертификат уже сегодня.

Заключение: данные где-то там, наверху!

Ученые по данным становятся бесценными ресурсами в поиске внеземной жизни, и есть ряд областей изучения, которые позволяют им преуспеть. Поскольку исследователи продолжают использовать науку о данных в астробиологии, им необходимо повышать квалификацию в использовании новейших инструментов и технологий. Ознакомьтесь с программой магистратуры Simplilearn Data Scientist в качестве варианта для начала вашего пути.