Поиски жизни там наверху: наука о данных в астробиологических исследованиях

За последние несколько лет поиск внеземной жизни во Вселенной стал гораздо интереснее. Астрономы добились значительных успехов в идентификации планет земного типа по всей галактике и за ее пределами. Фактически, существуют оценочные один квадриллион планет земного типа в наблюдаемой Вселенной.

И, как вы уже догадались, процесс поиска признаков жизни требует очень большого объема данных. Ученые должны анализировать закономерности в космосе и всплески энергии, которые происходят на определенных частотах и ​​в определенное время. Телескопы по всему миру собирают удивительно большие объемы данных, и астробиологам предстоит извлекать закономерности из этих необработанных наборов данных, собирать статистику и выявлять аномалии в радиосигналах, световых волнах и продвинутой термодинамике.

На долю науки о данных выпало помочь этим астробиологам извлекать и анализировать как структурированные, так и неструктурированные данные, чтобы определить вероятность существования каких-либо планет, на которых может быть жизнь. Это увлекательная область исследований, в которой наконец-то появились инструменты, необходимые для достижения успеха.

Наука о данных в астробиологии: поиск соответствующих данных

Типы данных, которые ищут астробиологи (как за пределами нашей планеты, так и на нашей планете в экстремальных условиях), делятся на две ключевые категории: биосигнатуры и техносигнатуры. Типы анализа данных для каждого из них различаются: один включает моделирование и создание новых данных, а второй включает анализ аномалий.

1. Биосигнатуры демонстрируют наличие вещества или особенности, указывающей на то, что жизнь могла существовать здесь или могла существовать там в прошлом. Он представляет собой свидетельство жизни в контексте наблюдаемой системы. Например, биосигнатура луны или планеты может включать химические или органические соединения, видимые макроскопические структуры или газы на поверхности или в атмосфере, указывающие на признаки жизни.

2. Техносигнатуры, с другой стороны, идентифицируются по аномалиям в астрономических данных, таких как радио- или визуальные данные. Это потенциально обнаруживаемые признаки, которые могут указывать на присутствие развитых цивилизаций. Они могут включать в себя такие вещи, как инфракрасное излучение, которое может быть преднамеренным сигналом с далекой планеты, или присутствие определенных химических веществ-загрязнителей в атмосфере планеты, что может быть признаком развитой цивилизации, такой как наша.

Моделирование планетарной среды

Оказывается, наука о данных, основанная на искусственном интеллекте, также очень хорошо помогает создавать моделируемые атмосферные модели экзопланет. Астрономы могут предоставлять входные данные для компьютерных моделей наблюдаемых газов в атмосфере на основе температуры, граничных условий и других элементов. Эти атмосферы затем можно использовать для моделирования телескопических наблюдений подобных экзопланет, чтобы предсказать, какие типы атмосфер лучше всего искать на потенциальных экзопланетах.

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

НАСА берется за НЛО с помощью данных

Это может показаться оттенком научной фантастики, но НАСА сейчас применяет очень научный подход к изучению мир данных об НЛО. Новое девятимесячное исследование будет сосредоточено не на потенциальном присутствии НЛО (теперь они называются неопознанными воздушными явлениями или UAP), а, скорее, на том, чтобы понять, какие типы несекретных данных могут быть доступны и какие дополнительные ресурсы потребуются, чтобы узнать, что именно общественность видит (или думает, что видит), когда сообщает о наблюдениях UAP.

В своем нынешнем виде исследование UAP «недостаточно данных», и НАСА надеется превратить его в исследование, богатое данными. НАСА будет использовать те же инструменты обработки данных, которые оно использует для астробиологических исследований, для извлечения данных, необходимых для проведения более строгого анализа. Программа НАСА, объединяющая усилия Управления научных миссий и Управления исследований в области аэронавтики, определила ключевые задачи миссии, связанные с данными. Они включают в себя:

• Определив, какие типы научных данных в настоящее время собираются и архивируются НАСА, некоммерческие организации, компании и другие агентства могут быть синтезированы для анализа природы UAP.
• Понимание методов научного анализа, используемых сегодня для оценки происхождения UAP, и того, какие из них следует развивать дальше.
• Какие основные физические ограничения можно наложить на природу UAP.
• Протоколы отчетности, которые сегодня используют системы управления воздушным движением, можно изменить для улучшения анализа.

Хотите стать специалистом по данным? Ознакомьтесь с сертификацией Data Science и пройдите сертификацию сегодня.

Вывод: данные где-то там, наверху!

Ученые, работающие с данными, становятся бесценным ресурсом в поисках внеземной жизни, и существует ряд областей исследований, которые позволяют им преуспеть. Поскольку исследователи продолжают использовать науку о данных в астробиологии, им необходимо будет повышать квалификацию новейших инструментов и технологий. Чтобы начать свое путешествие, ознакомьтесь с магистерской программой Data Scientist от Simplilearn.