ШІ, щоб допомогти вивчити перші зображення з космічного телескопа Джеймса Вебба

Вчені всього світу готуються до вивчення перших знімків, зроблених космічним телескопом Джеймса Вебба, які мають бути опубліковані 12 липня.

Деякі астрономи використовуватимуть алгоритми машинного навчання на даних, щоб виявляти та класифікувати галактики у глибокому космосі на рівні деталей, яких раніше не було. Брант Робертсон, професор астрофізики Каліфорнійського університету в Санта-Крус, в США вважає, що знімки телескопа призведуть до прориви це допоможе нам краще зрозуміти, як утворився Всесвіт приблизно 13.7 мільярдів років тому.

«Дані JWST захоплюють, тому що вони дають нам безпрецедентне вікно в інфрачервоному всесвіті з роздільною здатністю, про яку ми лише мріяли досі», — сказав він. Реєстр. Робертсон допоміг розвиватися Морфей, модель машинного навчання, навчена аналізувати пікселі та виділяти розмиті об’єкти у формі краплі з глибокої безодні космосу та визначати, чи є ці структури галактиками чи ні, і якщо так, то якого типу.

Програмне забезпечення використовуватиметься як частина програми COSMOS-Webb, найбільшого та найамбітнішого проекту, який телескоп реалізує протягом першого року. Робертсон і команда з майже 50 дослідників досліджуватимуть півмільйона галактик з ділянки неба; вони будуть шукати найстаріші, повністю розвинені галактики, щоб вивчити, як темна матерія розвивалася з часом, коли ці структури почали розміщувати зірки, і використовуватимуть програмне забезпечення для автоматизації цього процесу.

Робертсон і його колеги оновили Morpheus, щоб адаптуватися до даних JWST. «Тепер ми інтегрували методи уваги, які дозволяють одночасно класифікувати більші області зображень, що призвело до прискорення приблизно в сто разів. Новіший Morpheus може класифікувати великі зображення швидше і надійніше, ніж раніше», — сказав він.

Остання версія програмного забезпечення також має нові можливості обробки зображень, такі як дезмішування, яке може відокремлювати астрономічні об’єкти, які, здається, перекриваються на небі, пояснив він. 

Ці здібності стануть у нагоді, оскільки JWST забезпечує ширший і глибокий огляд Всесвіту, ніж будь-коли раніше, а кожне зображення міститиме більше структур, які неможливо вивчити вручну неозброєним оком. Спочатку Морфеус навчався на знімках 7,600 галактик, зроблених космічним телескопом НАСА Хаббл, і Робертсон вважає, що його доведеться перенавчати, щоб краще адаптуватися до даних з JWST.

«Ми спробуємо застосувати Morpheus як є до даних JWST без попереднього перенавчання та перевіримо продуктивність для об’єктів у областях неба, де існують дані як Hubble, так і JWST», — сказав він.

«Імовірно, нам потрібно буде перенавчати Морфеуса на основі даних JWST, враховуючи, що дані JWST червоніші, поширюються на більший діапазон довжин хвиль і функція розповсюдження точок – в основному те, як зірка виглядає через оптику телескопа – відрізняється від Хаббла».

Morpheus працюватиме на суперкомп'ютері UC Santa Cruz Lux, Яка є озброєний з 80 обчислювальними вузлами лише для ЦП, кожен із яких містить два 20-ядерні процесори Intel Cascade Lake Xeon, і 28 вузлами лише з GPU, кожен із яких містить по два графічні процесори Nvidia V100. «Як тільки дані будуть в руках, запуск Morpheus на всіх зображеннях JWST займе максимум кілька днів на lux», — сказав Робертсон. 

Довгоочікуваний телескоп вартістю десять мільярдів доларів був нарешті запущений на Різдво минулого року після неодноразових затримок. Наземне управління витратило місяці на ідеальне вирівнювання своєї складної 18-дзеркальної системи, перш ніж прилад почав виявляти її перші фотони у лютому. ®