ИИ поможет изучить первые изображения с космического телескопа Джеймса Уэбба

Ученые всего мира готовятся к изучению первых изображений, сделанных космическим телескопом Джеймса Уэбба, которые должны быть опубликованы 12 июля.

Некоторые астрономы будут использовать алгоритмы машинного обучения для обнаружения и классификации галактик в глубоком космосе с невиданным ранее уровнем детализации. Брант Робертсон, профессор астрофизики Калифорнийского университета в Санта-Круз, США, считает, что снимки телескопа приведут к прорывы это поможет нам лучше понять, как образовалась Вселенная около 13.7 миллиардов лет назад.

«Данные JWST впечатляют, потому что они дают нам беспрецедентное окно в инфракрасную вселенную с разрешением, о котором мы до сих пор только мечтали», — сказал он. Регистр. Робертсон помог разработать Морфей, модель машинного обучения, обученная изучать пиксели и выбирать размытые объекты в форме капель из глубокой космической бездны и определять, являются ли эти структуры галактиками или нет, и если да, то какого типа.

Программное обеспечение будет использоваться в рамках программы COSMOS-Webb, крупнейшего и наиболее амбициозного проекта, который телескоп предпримет за первый год своего существования. Робертсон и команда из почти 50 исследователей изучат полмиллиона галактик с участка неба; они будут охотиться за самыми старыми, полностью развившимися галактиками, чтобы изучить, как темная материя развивалась с течением времени, когда в этих структурах начали размещаться звезды, и использовать программное обеспечение для автоматизации этого процесса.

Робертсон и его коллеги обновили Morpheus, чтобы он адаптировался к данным JWST. «Теперь мы интегрировали методы внимания, которые позволяют классифицировать более крупные области изображений за раз, что привело к ускорению примерно в сто раз. Более новый Morpheus может классифицировать большие изображения быстрее и надежнее, чем раньше», — сказал он нам.

По его словам, последняя версия программного обеспечения также имеет новые возможности обработки изображений, такие как разделение, которое может отделить астрономические объекты, которые кажутся перекрывающимися в небе. 

Эти возможности пригодятся, поскольку JWST обеспечивает более широкий и глубокий взгляд на Вселенную, чем когда-либо прежде, и каждое изображение будет содержать больше структур, которые невозможно изучить вручную невооруженным глазом. Первоначально Морфеус был обучен на 7,600 изображениях галактик, сделанных космическим телескопом Хаббл НАСА, и Робертсон считает, что его придется переобучить, чтобы лучше адаптироваться к данным JWST.

«Мы попытаемся применить Morpheus как есть к данным JWST без предварительного переобучения и проверим производительность для объектов в областях неба, где существуют данные как Hubble, так и JWST», — сказал он нам.

«Вероятно, нам потребуется переобучить Морфеуса на основе данных JWST, учитывая, что данные JWST более красные, охватывают более широкий диапазон длин волн, а функция рассеяния точки — в основном то, как звезда выглядит через оптику телескопа — отличается от Хаббла».

Morpheus будет работать на суперкомпьютере Калифорнийского университета в Санта-Крузе роскошь, Которая является вооруженный с 80 вычислительными узлами только для ЦП, каждый из которых содержит два 20-ядерных процессора Intel Cascade Lake Xeon, и 28 узлами только для графического процессора, каждый из которых содержит два графических процессора Nvidia V100. «После того, как данные будут в наличии, запуск Morpheus на всех изображениях JWST займет максимум несколько дней в lux», — сказал Робертсон. 

Долгожданный телескоп стоимостью десять миллиардов долларов был наконец запущен в Рождество в прошлом году после неоднократных задержек. Наземный контроль провел месяцы, идеально настраивая свою сложную 18-зеркальную систему, прежде чем прибор начал обнаруживать ее. первые фотоны в феврале. ®