2023 Fiscal Year Research-status Report

Finding rare objects with artificial intelligence and big data from Subaru Telescope

Research Project

Project/Area Number	22K14078
Research Institution	Waseda University
Principal Investigator	嶋川里澄早稲田大学, 高等研究所, 准教授(任期付) (20823321)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Keywords	銀河 / データ天文学 / 機械学習
Outline of Annual Research Achievements	宇宙には多種多様な銀河が存在し、これらはさまざまな宇宙現象や周囲の環境と密接に関係していることが多くの研究によって示されてきた。結果、これらの関係性の大枠についてはコンセンサスが得られる状況にほぼ近づきつつある。一方で、大枠にハマらない・もしくはその複数の基本的形態や性質の中間にあたるような希少銀河は、サンプル数の少なさから、まだ理解が得られていない部分が多く、銀河天文学におけるミッシングピースとなっている。当該研究は、すばる望遠鏡に搭載された超広視野可視主焦点カメラ「ハイパーシュプリームカム」で取得された大規模データに基づき、銀河の画像ビッグデータの作成し、その中から機械学習などの数理的手法を用いて宇宙でも珍しい天体を探すことを目的としている。 2023年度では、銀河形態の中でも珍しい、リング構造を持った銀河「リング銀河」のかつてない大規模探査を実施した。ハイパーシュプリームカムによって得られた70万天体に及ぶ銀河の高解像度画像データに対して、機械学習分類を実施し、およそ3万天体に及ぶリング銀河の検出に成功した (Shimakawa et al. 2024 PASJ 76 191)。またこの際、リング銀河の分類器を学習させる際に、国内初の市民天文学プロジェクト「GALAXY CRUISE」で構築された、リング銀河分類を含む第1版公開カタログを活用している。一連の結果はすばる望遠鏡ホームページからプレスリリースした。初年度の成果も加味すると、実施期間内に発行された査読論文２編を持ってして、当該研究の最低限の目標は十分に達成されたと言えるだろう。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 初年度に加えて新たに査読論文を1編発行したことで、ひとまず学術成果として当該研究の最低限の目標は十分に達成されたと考えている。また2023年度の論文成果はすばる望遠鏡ホームページのプレスリリースからも発行し、さまざまな理系メディアからも取り上げられたため、一般社会に向けにも一定の成果を上げることができたと言える。
Strategy for Future Research Activity	2022-2023年度における論文成果２本を中心に、すでに当研究の科学目標は最低限達成された。最終年度は、今後の発展を見据えて、当研究の理想目標である「データ駆動型（教師なし）希少天体探査」のモデル開発に取り組みたい。これまでの二年間で、いくつかのモデル試行案の策定、およびデータセットの構築計画は完了したため、これらの元に本年度中に実際に試験を行い、今後の方向性に関して目処を立てたい。
Causes of Carryover	差額は1万円以下であり、概ね計画通りに使用できたと考えている。したがって次年度の使用計画には影響しない。