AI pentru a ajuta la studiul primelor imagini de la telescopul spațial James Webb

Oamenii de știință din întreaga lume se pregătesc să studieze primele imagini realizate de telescopul spațial James Webb, care urmează să fie lansate pe 12 iulie.

Unii astronomi vor folosi algoritmi de învățare automată pe date pentru a detecta și clasifica galaxiile din spațiul profund la un nivel de detaliu nemaivăzut până acum. Brant Robertson, profesor de astrofizică la Universitatea din California, Santa Cruz, din SUA, consideră că instantaneele telescopului vor duce la descoperiri asta ne va ajuta să înțelegem mai bine cum s-a format universul în urmă cu aproximativ 13.7 miliarde de ani.

„Datele JWST sunt interesante pentru că ne oferă o fereastră fără precedent asupra universului infraroșu, cu o rezoluție la care doar am visat până acum”, a spus el. Registrul. Robertson a ajutat la dezvoltare Morpheus, un model de învățare automată antrenat să analizeze pixeli și să aleagă obiecte neclare în formă de blob din abisul adânc al spațiului și să determine dacă aceste structuri sunt sau nu galaxii și, dacă da, de ce tip.

Software-ul va fi folosit ca parte a programului COSMOS-Webb, cel mai mare și mai ambițios proiect pe care telescopul îl va întreprinde în primul său an. Robertson și o echipă de aproape 50 de cercetători vor cerceta jumătate de milion de galaxii dintr-o zonă de cer; ei vor căuta cele mai vechi galaxii complet evoluate pentru a studia modul în care materia întunecată a evoluat de-a lungul timpului, pe măsură ce aceste structuri au început să găzduiască stele și vor folosi software-ul pentru a automatiza acest proces.

Robertson și colegii săi au actualizat Morpheus pentru a se adapta la datele de la JWST. „Acum am integrat metode de atenție care permit ca regiuni mai mari de imagini să fie clasificate la un moment dat, ceea ce a dus la o accelerare de aproximativ un factor de o sută. Mai nou Morpheus poate clasifica imagini mai mari mai rapid și mai fiabil decât înainte”, ne-a spus el.

Cea mai recentă versiune a software-ului are și noi capacități de procesare a imaginilor, cum ar fi dezintegrarea, care poate separa obiectele astronomice care par să se suprapună pe cer, a explicat el. 

Aceste abilități vor fi utile, deoarece JWST oferă o vedere mai largă și mai profundă a universului decât oricând, iar fiecare imagine va conține mai multe structuri care nu pot fi studiate manual cu ochiul liber. Morpheus a fost antrenat inițial pe 7,600 de imagini de galaxie surprinse de telescopul spațial Hubble al NASA, iar Robertson consideră că va trebui să fie reantrenat pentru a se adapta mai bine la datele de la JWST.

„Vom încerca să aplicăm Morpheus așa cum este pe datele JWST, fără a ne reinstrui mai întâi și să verificăm performanța obiectelor din regiunile cerului unde există atât datele Hubble, cât și JWST”, ne-a spus el.

„Este probabil că va trebui să reantrenăm Morpheus pe baza datelor JWST, având în vedere că datele JWST sunt mai roșii, se extind pe o gamă mai largă de lungimi de undă și funcția de răspândire a punctelor – în principiu, cum arată o stea prin optica telescopului – diferă de Hubble.”

Morpheus va rula pe supercomputerul UC Santa Cruz Lux, Care este armat cu 80 de noduri de calcul numai pentru procesoare, fiecare conținând două procesoare Intel Cascade Lake Xeon cu 20 de nuclee și 28 de noduri numai pentru GPU care conțin fiecare două GPU-uri Nvidia V100. „Odată ce datele sunt în mână, rularea lui Morpheus pe toate imaginile JWST va dura cel mult câteva zile în lux”, a spus Robertson. 

Mult așteptatul telescop de zece miliarde de dolari a fost lansat în sfârșit în ziua de Crăciun anul trecut, după întârzieri repetate. Controlul la sol a petrecut luni de zile aliniind perfect sistemul complex de 18 oglinzi, înainte ca instrumentul să înceapă să-și detecteze primii fotoni în februarie. ®