Am 8. Oktober hat Anthropic einen Forschungsartikel veröffentlicht, der eine mit Claude Science zusammengesetzte UV-Himmelskarte zeigt: Das Zentrum der Milchstraße liegt in der Bildmitte, überlagert sind zwei Wellenlängenbänder, das fernultraviolette bei 154 Nanometern und das nahultraviolette bei 232 Nanometern. Verantwortlich ist der Astrophysiker Brice Ménard von der Johns Hopkins University, der zugleich Forscher bei Anthropic ist.
Anthropic bezeichnet dies als die erste vollständige Karte des UV-Himmels. Das Wort "vollständig" kommt mit einer Einschränkung: Rund ein Drittel der Himmelsfläche wurde nie von einem UV-Teleskop beobachtet und vom Modell aus Daten anderer Wellenlängen abgeleitet. Die Karte enthält zusätzliche Ebenen, die pixelweise ausweisen, ob ein Wert "gemessen" oder "vorhergesagt" ist, und sie liefern Unsicherheitsschätzungen.
Warum ein Drittel fehlt
Ultraviolettes Licht wird von der Ozonschicht der Erde abgeschirmt und lässt sich nur mit Weltraumteleskopen beobachten. Die wichtigsten Daten stammen von der NASA-Mission GALEX, die von 2003 bis 2013 im Orbit war, etwa 38.000 unabhängige Beobachtungen durchführte und rund zwei Drittel des Himmels abdeckte.
Dass der Rest fehlt, hat einen Grund: Regionen mit dicht stehenden hellen Sternen können die Detektoren beschädigen, deshalb umging GALEX sie gezielt, allen voran die Milchstraßenebene. Die NASA-Mission Swift, das koreanische FIMS/SPEAR und das europäische TD-1 haben einen Teil nachgeliefert, doch die Lücke blieb. So formuliert es Ménard in dem Artikel:
"Roughly a third of the sky has never been observed in UV."
(Etwa ein Drittel des Himmels wurde noch nie im UV-Bereich beobachtet.)
Welche Schritte Claude übernommen hat
Laut Artikel besteht der Ablauf aus sechs Schritten, die größtenteils von den Agenten in Claude Science ausgeführt wurden:
- öffentliche UV-Durchmusterungsdaten suchen und herunterladen;
- das Streulicht um helle Sterne abziehen, damit die Daten innerhalb jeder Durchmusterung konsistent sind;
- Kreuzkalibrierung, Angleichung von Auflösung und Koordinatensystem, anschließend Zusammenführung;
- die Lücken mithilfe der Beziehung zwischen UV-Helligkeit und Daten im sichtbaren Licht, im Infraroten und im Radiobereich füllen (Inpainting), wobei auch Planck-Daten der ESA genutzt wurden;
- anhand der Gaia-Messungen den UV-Beitrag von mehr als 100 Millionen Sternen aufaddieren;
- das in einzelnen GALEX-Beobachtungen verbliebene atmosphärische Nachleuchten korrigieren.
Das gesamte Projekt dauerte einige Tage, verteilt auf mehrere Arbeitsabschnitte im Lauf eines Sommers. In jedem Schritt musste Claude stundenlange Berechnungen ausführen und dabei mehr als ein Dutzend Versionen durchlaufen. Ménard schätzt, dass der herkömmliche Weg meist mehrere Wochen Handarbeit erfordert.
Zur Validierung wurden Regionen mit vorhandenen Messwerten künstlich verdeckt, das Modell sollte sie vorhersagen, und das Ergebnis wurde mit den echten Werten verglichen; die Abweichung lag bei rund 10 Prozent.
Die automatische Prüfung übersah ein Artefakt
Der aufschlussreichste Abschnitt des Artikels beschreibt einen Fehler.
In frühen Versionen der Karte tauchten scheibenförmige Abdrücke auf, die vom atmosphärischen Nachleuchten einzelner GALEX-Beobachtungen herrührten. Die Karte hatte zuvor zwei Prüfrunden durch andere Agenten bestanden, ohne dass es jemandem auffiel. Am Ende sah es Ménard selbst und sagte zu Claude:
"I can see discs with the imprint of individual observations; can you correct that?"
(Ich sehe Scheiben mit dem Abdruck einzelner Beobachtungen; kannst du das korrigieren?)
Anthropic schreibt in dem Beitrag ausdrücklich, dass es sich nur um eine erste Version handelt und der gesamte Prozess auf die Anleitung des Forschers angewiesen war.
Einordnung in die Claude-Science-Reihe
Claude Science wurde in diesem Jahr vor allem damit vorgestellt, mehr als 60 Forschungsbibliotheken in einer Arbeitsumgebung zu bündeln. Seither hat Anthropic einige Ergebnisse veröffentlicht: neue Enzymsysteme in Bakteriophagen, eine etwa vierfache Beschleunigung von 30 biomolekularen Modellen und die Berechnung von Super-Yang-Mills-Amplituden bis zu neun Schleifen. Diese Arbeiten lagen überwiegend in der Biologie und der theoretischen Physik; die UV-Himmelskarte ist das erste Ergebnis aus der beobachtenden Astronomie.
Gemeinsam ist den Ergebnissen, dass Claude vor allem Datentransport, Bereinigung, Abgleich und wiederholte Iteration übernimmt, während die wissenschaftliche Bewertung weiterhin beim Menschen liegt. Die Scheibenartefakte sind dafür ein Beispiel: Zwei Prüfrunden durch Agenten ließen sie durch, am Ende erkannte sie ein mit den GALEX-Daten vertrauter Astronom.
Drittberichte äußern auch Vorbehalte. Eine Besprechung weist darauf hin, dass das statistische Auffüllen von UV-Karten nicht neu ist: 2021 rekonstruierte bereits eine Veröffentlichung mit neuronalen Netzen unbeobachtete Bereiche der Fern-UV-Durchmusterung. Außerdem verweigerte die Kartenwebsite beim Verfassen den Zugriff, sodass Dateiformat und Ebenendefinitionen nicht unabhängig geprüft werden konnten. Die Aussage "erste vollständige UV-Karte" beruht derzeit auf Anthropics eigener Darstellung.
Quellen: Forschungsartikel von Anthropic, CocoLoop, Crypto Briefing, all-ai.de; geprüft wurden der Abdeckungsanteil und die Zahl der GALEX-Beobachtungen, die Abweichung von rund 10 Prozent im Verdeckungstest sowie die Wellenlängen der beiden UV-Bänder.