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O Ariel Data Challenge de 2024 busca soluções de IA inovadoras para analisar atmosferas de exoplanetas em meio a dados ruidosos. Oferecendo US$ 50.000 em prêmios e suporte de várias agências espaciais, a competição incentiva avanços na ciência espacial e interpretação de dados antes da missão da Ariel em 2029. Crédito: SciTechDaily.com
O Ariel Data Challenge 2024, organizado pela UCL, convida cientistas de dados e entusiastas de IA a analisar exoplaneta atmosferas usando dados do Agência Espacial EuropeiaMissão Ariel.
Com um prêmio de US$ 50.000, a competição visa refinar técnicas para interpretar sinais fracos em dados de telescópios ruidosos. Apoiado por um consórcio que inclui agências espaciais nacionais e instituições acadêmicas, este desafio oferece uma oportunidade significativa para os contribuidores avançarem em nossa compreensão dos exoplanetas e se prepararem para o lançamento da Ariel em 2029.
A competição, baseada na missão espacial Ariel da Agência Espacial Europeia e apresentada no NeurIPS 2024 Aprendizado de máquina conferência, abordará um dos problemas de análise de dados mais complexos e importantes da astronomia — extrair sinais exoplanetários fracos de observações ruidosas de telescópios espaciais. Ela oferece aos participantes uma chance única de contribuir para pesquisas de ponta no campo de atmosferas de exoplanetas, com um prêmio de US$ 50.000.
O Dr. Kai Hou (Gordon) Yip, Ariel Data Challenge Lead na UCL Physics & Astronomy, disse: “Estamos animados para ver as soluções inovadoras que a comunidade global de ciência de dados pode trazer para essa tarefa formidável.”
Colaboração e suporte global
Este desafio foi possível graças a um esforço colaborativo liderado pelo Centro de Dados Exoquímicos Espaciais da UCL, reunindo parceiros como o Centre National D'études Spatiales, a Universidade de Cardiff, a Sapienza Università di Roma e o Institut Astrophysique de Paris.
A competição é patrocinada pelo Centre National d'Etudes Spatiales, em colaboração com o Kaggle Competitions Research Program. Ela também se beneficia do suporte de um consórcio de agências e instituições espaciais líderes, incluindo a UK Space Agency, a European Space Agency, a STFC RAL Space e a STFC DiRAC HPC Facility.
Ariel será colocada em órbita ao redor do Ponto de Lagrange 2 (L2), um ponto de equilíbrio gravitacional 1,5 milhões de quilômetros além da órbita da Terra ao redor do Sol. Crédito: ESA/STFC RAL Space/UCL/Europlanet-Science Office
A Dra. Caroline Harper, Chefe de Ciência Espacial da Agência Espacial do Reino Unido, disse: “Ao apoiar este desafio, pretendemos encontrar novas maneiras de usar IA e aprendizado de máquina para desenvolver nossa compreensão do universo.
“É provável que os exoplanetas sejam mais numerosos em nossa galáxia do que as próprias estrelas, e as técnicas desenvolvidas por meio desta prestigiosa competição podem ajudar a abrir novas janelas para aprendermos sobre a composição de suas atmosferas e até mesmo seu clima.
“O investimento da Agência Espacial do Reino Unido em pesquisa de ponta em ciência espacial é essencial para dar suporte a missões inovadoras como esta, que podem beneficiar pessoas, empresas e comunidades em todo o mundo. Mal podemos esperar para ver os resultados.”
A Dra. Theresa Rank-Lueftinger, Cientista de Projeto da missão Ariel da ESA (Agência Espacial Europeia), disse: “Cada sinal ruidoso de nossos telescópios espaciais pode esconder a chave para entender atmosferas remotas. Nosso trabalho é desbloquear esse potencial com abordagens inovadoras de aprendizado de máquina. Será incrível ver o que a comunidade de IA criará!”
Compreendendo as atmosferas dos exoplanetas
A descoberta de exoplanetas transformou nossa perspectiva cósmica, desafiando noções convencionais sobre a natureza do sistema solar, a singularidade da Terra e o potencial de vida em outros lugares.
Até hoje, os astrônomos estão cientes de mais de 5.600 exoplanetas. No entanto, detectar esses mundos é apenas o passo inicial, pois os cientistas buscam compreender e caracterizar melhor a natureza desses mundos estudando suas atmosferas.
A Missão Espacial Ariel da Agência Espacial Europeia, cuja liderança científica é fornecida pela Professora Giovanna Tinetti da UCL, será lançada em 2029 e concluirá uma das maiores pesquisas desses planetas já feitas, observando as atmosferas de cerca de um quinto dos exoplanetas conhecidos.
Paul Eccleston, Ariel Mission Consortium Manager, RAL Space, disse: “É um momento emocionante para a Ariel e para o envolvimento da RAL Space, onde devemos começar a construir o modelo estrutural de carga útil nos próximos meses. Também é um momento movimentado para outras partes do consórcio, incluindo aquelas que estão prevendo desafios de dados que podemos enfrentar após o lançamento.
“O Ariel Data Challenge será incrivelmente útil para nós nesse aspecto, mas também é uma ótima oportunidade para os participantes se envolverem e contribuírem para uma missão muito emocionante. Boa sorte para os participantes!”
No entanto, observar essas atmosferas e derivar suas propriedades é um desafio formidável. Esses sinais atmosféricos representam apenas uma fração minúscula da luz estelar recebida dos sistemas planetários e são regularmente corrompidos pelo ruído dos instrumentos.
O professor Ingo Waldmann, colíder do Ariel Data Challenge baseado na UCL Physics & Astronomy, disse: “A astrofísica moderna apresenta problemas de big data que podem ser melhor, e às vezes apenas, resolvidos usando técnicas modernas de IA. Este problema em particular se presta a novas abordagens, e estou muito animado para ver quais novas soluções a comunidade de IA apresentará.”
O Desafio de Dados Ariel
O Ariel Data Challenge 2024 foca em superar essas fontes de ruído, como o “ruído de jitter” causado por vibrações de espaçonaves. Esse ruído, junto com outras perturbações, complica a análise de dados espectroscópicos usados para estudar atmosferas de exoplanetas.
Com o apoio da DiRAC HPC Facility, os cientistas da missão produziram meticulosamente a representação mais precisa das observações da Ariel até o momento, com base no projeto de carga útil da Ariel e incorporando efeitos de ruído representativos de dados de voo obtidos pela Telescópio Espacial James Webb.
Cientistas envolvidos na missão Ariel agora buscam novos métodos para expandir os limites das abordagens atuais de análise de dados – soluções inovadoras que podem efetivamente suprimir essas fontes de ruído e extrair sinais vitais das atmosferas dos exoplanetas.
Detalhes e cronograma da competição
A competição está aberta agora até o final de outubro. Os vencedores serão convidados a apresentar suas soluções na conferência NeurIPS, com prêmios em dinheiro disponíveis para as seis melhores soluções.
Será a quinta edição do Ariel Machine Learning Data Challenge, após quatro competições nos últimos cinco anos. O Ariel Data Challenge atrai cerca de 200 participantes do mundo todo ano, incluindo inscritos de importantes institutos acadêmicos e empresas de IA.
Este desafio e seu antecessor pegaram um aspecto pequeno de um problema maior para ajudar a tornar a pesquisa de exoplanetas mais acessível à comunidade de aprendizado de máquina. O desafio não foi projetado para resolver definitivamente os problemas de análise de dados enfrentados pela missão, mas fornece um fórum para discussão, incentiva futuras colaborações e ajuda a equipe da Ariel a estar preparada com os melhores métodos possíveis de análise de dados no momento em que a missão voar.
Mais detalhes sobre a competição e como participar podem ser encontrados no Desafio de Dados Ariel site.