Une carte complète du ciel en ultraviolet grâce à Claude Science

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Brice Ménard, astrophysicien à l’université Johns Hopkins et chercheur chez Anthropic, explique avoir utilisé Claude Science pour produire la première carte complète du ciel en ultraviolet, selon Anthropic. Cette couverture complète ne signifie pas que chaque pixel a été observé par un télescope : environ un tiers de la carte, notamment une grande partie du plan de la Voie lactée, a été reconstitué. La difficulté vient d’abord de l’atmosphère terrestre, dont la couche d’ozone absorbe les ultraviolets. Pour observer cette lumière venue de l’espace, les instruments doivent donc se trouver au-dessus de l’atmosphère. Plusieurs missions spatiales ont accumulé des observations au fil des années, mais leurs archives laissaient des zones sans mesure. La mission GALEX a observé environ les deux tiers du ciel entre 2003 et 2013. Elle évitait les régions comportant des étoiles très brillantes, notamment dans le plan de la Voie lactée, afin de réduire le risque d’endommager ses détecteurs. Swift et FIMS/SPEAR ont apporté des observations supplémentaires, sans supprimer toutes les lacunes. Or l’ultraviolet montre des structures différentes de celles que l’on voit en lumière visible : il peut révéler de la poussière éclairée par les étoiles, notamment autour d’étoiles jeunes. Anthropic présente cette carte comme un outil pédagogique qui permet de montrer en détail les structures de la Voie lactée visibles en ultraviolet.

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Claude Science a coordonné plusieurs étapes de traitement des archives ultraviolettes de différentes missions, selon AlphaSignal. Il s’agit notamment de télécharger les données, de les calibrer puis de les réunir sur une même carte. Les archives citées comprennent celles de GALEX, Swift et FIMS/SPEAR, ainsi que TD-1, Planck et Gaia. La difficulté ne tient pas seulement au nombre d’observations : des instruments différents doivent produire des mesures comparables et être placés dans un référentiel commun. Pour estimer les zones où aucune mesure ultraviolette n’était disponible, les chercheurs ont utilisé une méthode d’interpolation statistique. Elle s’appuie sur les corrélations entre l’ultraviolet et les longueurs d’onde visibles, infrarouges et radio. Autrement dit, les données recueillies dans ces autres formes de lumière aident à estimer ce qui pourrait apparaître dans les zones manquantes. La carte réunit l’ultraviolet lointain, à 154 nanomètres, et l’ultraviolet proche, à 232 nanomètres. Le résultat fournit ainsi une couverture spatiale complète, mais une partie de cette couverture reste une estimation et non une observation directe.

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Cette distinction compte pour les astronomes comme pour les personnes qui découvrent le ciel en ultraviolet. Cette lumière permet notamment de voir de la poussière éclairée par les étoiles, depuis les nuages autour d’étoiles jeunes jusqu’aux anneaux laissés par des explosions stellaires. La carte peut donc servir de support pédagogique pour montrer des structures qui ressortent moins dans d’autres longueurs d’onde. Mais environ un tiers de son contenu a été prédit avec Claude Science. Des couches associées à la carte indiquent, pixel par pixel, si la valeur est mesurée ou prédite, et donnent une estimation de l’incertitude. Ces indications permettent de distinguer les observations des reconstructions lorsqu’on consulte ou analyse la carte. Selon l’article d’AlphaSignal, une validation à l’aveugle a trouvé que les reconstructions se situaient à environ 10 % des mesures ultraviolettes réelles. Ce résultat concerne les zones testées lors de cette validation ; il ne transforme pas les pixels prédits en mesures directes. À retenir : la carte comble les lacunes de couverture, tout en signalant clairement quelles parties reposent sur des estimations.