Des agents d’IA contribuent à compléter une carte ultraviolette de tout le ciel

Le manque dans la cartographie ultraviolette

La couche d’ozone terrestre absorbe le rayonnement ultraviolet : pour observer le ciel dans cette bande, les télescopes doivent donc être placés dans l’espace. Depuis des décennies, des missions spatiales ont photographié différentes parties du ciel en ultraviolet, mais aucune n’en avait fourni une représentation continue de bout en bout. La principale collection de données vient de GALEX, une mission de la NASA qui a fonctionné de 2003 à 2013 et réalisé environ 38 000 observations, couvrant près des deux tiers du ciel.

GALEX a délibérément évité le plan de la Voie lactée et d’autres régions riches en étoiles très brillantes, afin de limiter le risque d’endommager ses détecteurs. Son détecteur ultraviolet lointain a aussi cessé de fonctionner avant celui de l’ultraviolet proche. Swift, de la NASA, et FIMS/SPEAR, une mission sud-coréenne, ont ensuite fourni des données complémentaires. Même réunies, ces observations laissaient toutefois d’importantes lacunes, notamment dans le disque galactique.

Le rôle de Claude Science dans le traitement des données

Brice Ménard, astrophysicien à l’université Johns-Hopkins et chercheur chez Anthropic, a demandé à Claude Science de réunir, calibrer et fusionner les données ultraviolettes disponibles. La plateforme a coordonné des agents d’IA chargés de rechercher et de télécharger des jeux de données publics, de traiter des artefacts comme les halos autour des étoiles brillantes, puis d’harmoniser les mesures provenant d’instruments différents.

Le processus n’a pas été entièrement autonome. Ménard a donné des consignes générales, examiné les résultats intermédiaires et orienté les étapes suivantes. Les agents pouvaient ensuite travailler seuls pendant des heures sur des opérations répétitives, notamment la calibration croisée des observations et la correction de fonds atmosphériques résiduels. L’automatisation a pris en charge une partie du travail technique, tandis que le chercheur conservait la direction scientifique et le contrôle des résultats.

Combler les lacunes par inpainting

Pour représenter les zones sans données ultraviolettes directes, le projet a utilisé une méthode d’apprentissage automatique appelée inpainting. À partir des régions déjà observées, le modèle a appris des relations entre l’intensité ultraviolette et des observations dans d’autres longueurs d’onde, notamment le visible, l’infrarouge et la radio. Il a ensuite appliqué ces relations pour estimer, point par point, l’intensité UV des parties manquantes et le degré de confiance associé à chaque estimation.

Ces régions ne correspondent pas à de nouvelles observations : elles sont reconstruites à partir de données existantes et de relations statistiques. La carte distingue les pixels mesurés des pixels prédits et fournit des estimations d’incertitude. Cette indication de provenance est essentielle pour interpréter l’image : une carte qui couvre tout le ciel n’implique pas que chaque partie du ciel a été photographiée en ultraviolet.

Évaluer les prédictions et corriger les artefacts

Pour évaluer les estimations, Ménard a demandé à Claude de masquer volontairement des parties de régions déjà couvertes par des mesures UV, puis de les reconstruire sans accès aux valeurs cachées. Après plusieurs cycles d’ajustement, le récit du chercheur indique que les valeurs estimées se situaient à environ 10 % des mesures réelles dans ce test. Cette performance concerne une procédure de validation par masquage ; elle ne garantit pas la même précision pour chaque pixel ni pour toute région du ciel.

Un problème distinct a montré l’importance du contrôle humain. Ménard a repéré de faibles disques dans certaines parties sombres de la carte, traces des champs circulaires observés par GALEX et du rayonnement ultraviolet résiduel de l’atmosphère terrestre. Bien que Claude ait signalé ce problème comme connu et que d’autres agents aient examiné la carte à deux reprises, les cercles n’avaient pas été éliminés. Après que Ménard les a identifiés, les agents ont retracé leur origine et retraité les quelque 38 000 observations pour corriger le fond résiduel.

Portée et limites de la carte

La carte ajoute au fond diffus des estimations de lumière ultraviolette pour plus de 100 millions d’étoiles, déduites de mesures en lumière visible provenant de Gaia. Elle rend visibles, dans une représentation continue, des structures comme des nuages de poussière éclairés par de jeunes étoiles et des anneaux associés à des phénomènes stellaires. Ces éléments peuvent en faire un outil pédagogique utile et une ressource pour explorer le ciel dans une bande difficile à observer depuis le sol.

Il faut néanmoins distinguer ce que le projet affirme de ce que sa validation permet d’établir. La publication d’Anthropic est un récit de projet signé par Ménard, chercheur impliqué dans le travail ; à elle seule, elle ne constitue ni une réplication indépendante ni une validation scientifique indépendante. La formule « première carte complète » désigne une représentation couvrant le ciel avec des zones observées et estimées, et non une carte composée uniquement de mesures directes. Les régions prédites ne constituent pas de nouvelles détections et ne peuvent, à elles seules, établir l’existence d’objets ou de structures inattendus.

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