AI للمساعدة في دراسة الصور الأولى من تلسكوب جيمس ويب الفضائي

يستعد العلماء في جميع أنحاء العالم لدراسة الصور الأولى التي التقطتها تلسكوب جيمس ويب الفضائي ، والتي من المقرر إطلاقها في 12 يوليو.

سيعمل بعض علماء الفلك على تشغيل خوارزميات التعلم الآلي على البيانات لاكتشاف وتصنيف المجرات في الفضاء السحيق بمستوى من التفاصيل لم يسبق له مثيل من قبل. يعتقد برانت روبرتسون ، أستاذ الفيزياء الفلكية في جامعة كاليفورنيا ، سانتا كروز ، في الولايات المتحدة ، أن لقطات التلسكوب ستؤدي إلى اختراقات سيساعدنا ذلك على فهم أفضل لكيفية تشكل الكون منذ حوالي 13.7 مليار سنة.

قال "إن بيانات JWST مثيرة لأنها تمنحنا نافذة غير مسبوقة على كون الأشعة تحت الحمراء ، بدقة لم نحلم بها إلا حتى الآن" السجل. ساعد روبرتسون في التطور مورفيوس، نموذج للتعلم الآلي تم تدريبه على المسام عبر البكسل والتقاط أجسام ضبابية الشكل من أعماق الفضاء وتحديد ما إذا كانت هذه الهياكل مجرات أم لا ، وإذا كان الأمر كذلك ، فمن أي نوع.

سيتم استخدام البرنامج كجزء من برنامج COSMOS-Webb ، وهو المشروع الأكبر والأكثر طموحًا الذي سيضطلع به التلسكوب في عامه الأول. سيقوم روبرتسون وفريق من حوالي 50 باحثًا بمسح نصف مليون مجرة ​​من بقعة من السماء. سوف يبحثون عن أقدم المجرات المتطورة بالكامل لدراسة كيفية تطور المادة المظلمة بمرور الوقت حيث بدأت هذه الهياكل في استضافة النجوم ، واستخدام البرنامج لأتمتة هذه العملية.

قام روبرتسون وزملاؤه بتحديث Morpheus للتكيف مع البيانات من JWST. "لقد قمنا الآن بدمج أساليب الانتباه التي تسمح بتصنيف مناطق أكبر من الصور في وقت واحد ، مما أدى إلى تسريع يصل إلى حوالي مائة. قال لنا مورفيوس الأحدث يمكنه تصنيف الصور الأكبر بشكل أسرع وأكثر موثوقية من ذي قبل.

وأوضح أن أحدث إصدار من البرنامج يحتوي أيضًا على إمكانات جديدة لمعالجة الصور ، مثل الانحناء الذي يمكن أن يفصل بين الأجسام الفلكية التي تبدو متداخلة في السماء. 

ستكون هذه القدرات في متناول اليد حيث يوفر JWST رؤية أوسع وأعمق للكون أكثر من أي وقت مضى ، وستحتوي كل صورة على المزيد من الهياكل التي لا يمكن دراستها يدويًا بالعين المجردة. تم تدريب Morpheus في البداية على 7,600 صورة مجرة ​​التقطت بواسطة تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا ، ويعتقد روبرتسون أنه سيتعين إعادة تدريبه للتكيف بشكل أفضل مع البيانات من JWST.

قال لنا: "سنحاول تطبيق Morpheus كما هو على بيانات JWST دون إعادة التدريب أولاً ، والتحقق من أداء الأجسام في مناطق من السماء حيث توجد بيانات Hubble و JWST".

"من المحتمل أننا سنحتاج إلى إعادة تدريب Morpheus استنادًا إلى بيانات JWST نظرًا لأن بيانات JWST أكثر احمرارًا ، وتمتد على نطاق أوسع من الأطوال الموجية ، وتختلف وظيفة انتشار النقطة - بشكل أساسي ما يبدو عليه النجم من خلال بصريات التلسكوب - عن هابل."

سيتم تشغيل Morpheus على الكمبيوتر العملاق UC Santa Cruz ترف، والذي هو مسلح مع 80 عقدة حسابية لوحدة المعالجة المركزية فقط تحتوي كل منها على معالجي Intel Cascade Lake Xeon من 20 نواة ، و 28 عقدًا لوحدة معالجة الرسومات فقط تحتوي على وحدتي معالجة رسومات Nvidia V100 لكل منهما. قال روبرتسون: "بمجرد أن تصبح البيانات في متناول اليد ، فإن تشغيل Morpheus على جميع صور JWST لن يستغرق سوى بضعة أيام على الأكثر على lux". 

تم إطلاق التلسكوب الذي طال انتظاره وتكلفته عشرة مليارات دولار أخيرًا في يوم عيد الميلاد العام الماضي بعد تأخيرات متكررة. قضى نظام التحكم الأرضي شهورًا في محاذاة نظامه المعقد المكون من 18 مرآة قبل أن يبدأ الجهاز في اكتشافه الفوتونات الأولى في فبراير. ®