Свет далёкой галактики летит к нам миллиарды лет, и по дороге его путь слегка искривляется — так проявляет себя невидимая масса, которую называют тёмной материей. Это искривление чуть-чуть растягивает или сжимает изображение галактики, как отражение в неровном стекле. Уловить такие крошечные изменения формы — задача не из лёгких, ведь сами галактики бывают вытянутыми, спиральными или совсем неправильными, а телескоп добавляет размытие и шум.

Чтобы отделить настоящий сигнал от случайных искажений, учёные построили нейросеть, которая с самого начала знает важное правило: если изображение повернуть на 90 градусов или отразить зеркально, вывод не должен измениться. Такая симметрия помогает сети не выдумывать лишнего. Затем сеть аккуратно откалибровали, используя её собственные вычисления, чтобы ответы были точными. В тестах с одиночными галактиками, похожими на те, что увидит будущий обзор LSST, новый подход дал на 10% меньше шума при слабом сигнале, что равносильно увеличению числа наблюдаемых галактик на 20%. При этом систематическая ошибка оказалась меньше 0,2% — это строгий порог, установленный для будущих наблюдений.

Такой подход — шаг к тому, чтобы карты распределения тёмной материи стали надёжнее. Ведь именно по слабым искажениям форм галактик астрономы строят карты невидимой массы во Вселенной. Чем точнее измерения, тем яснее, как эта масса собирается в нити и сгустки, удерживая галактики вместе. А значит, мы лучше поймём, из чего на самом деле состоит наш мир.