AI để giúp nghiên cứu những hình ảnh đầu tiên từ Kính viễn vọng Không gian James Webb

Các nhà khoa học trên khắp thế giới đang chuẩn bị nghiên cứu những hình ảnh đầu tiên được chụp bởi Kính viễn vọng Không gian James Webb, sẽ được công bố vào ngày 12 tháng XNUMX.

Một số nhà thiên văn học sẽ chạy các thuật toán học máy trên dữ liệu để phát hiện và phân loại các thiên hà trong không gian sâu ở mức độ chi tiết chưa từng thấy trước đây. Brant Robertson, giáo sư vật lý thiên văn tại Đại học California, Santa Cruz, Mỹ, tin rằng những cú chụp của kính thiên văn sẽ dẫn đến đột phá điều đó sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về cách vũ trụ hình thành khoảng 13.7 tỷ năm trước.

Ông nói: “Dữ liệu JWST rất thú vị vì nó mang lại cho chúng ta một cánh cửa chưa từng có về vũ trụ hồng ngoại, với độ phân giải mà cho đến nay chúng ta chỉ mơ ước”. Đăng ký. Robertson đã giúp phát triển Morpheus, một mô hình học máy được đào tạo để phân tích các pixel và chọn ra các vật thể hình đốm mờ từ vực thẳm không gian và xác định xem các cấu trúc này có phải là thiên hà hay không và nếu có thì thuộc loại nào.

Phần mềm này sẽ được sử dụng như một phần của chương trình COSMOS-Webb, dự án lớn nhất và tham vọng nhất mà kính viễn vọng sẽ thực hiện trong năm đầu tiên. Robertson và một nhóm gồm gần 50 nhà nghiên cứu sẽ khảo sát nửa triệu thiên hà từ một vùng trời; họ sẽ săn lùng các thiên hà lâu đời nhất, đã tiến hóa hoàn toàn để nghiên cứu vật chất tối phát triển như thế nào theo thời gian khi các cấu trúc này bắt đầu lưu trữ các ngôi sao và sử dụng phần mềm để tự động hóa quá trình này.

Robertson và các đồng nghiệp đã cập nhật Morpheus để thích ứng với dữ liệu từ JWST. “Chúng tôi hiện đã tích hợp các phương pháp chú ý cho phép phân loại các vùng hình ảnh lớn hơn cùng một lúc, điều này giúp tăng tốc độ lên khoảng một trăm lần. Morpheus mới hơn có thể phân loại hình ảnh lớn hơn nhanh hơn và đáng tin cậy hơn trước,” anh ấy nói với chúng tôi.

Ông giải thích, phiên bản mới nhất của phần mềm cũng có khả năng xử lý hình ảnh mới, chẳng hạn như khả năng tách lớp có thể tách các vật thể thiên văn có vẻ chồng lên nhau trên bầu trời. 

Những khả năng này sẽ trở nên hữu ích vì JWST cung cấp cái nhìn sâu hơn và rộng hơn về vũ trụ hơn bao giờ hết và mỗi hình ảnh sẽ chứa nhiều cấu trúc hơn mà không thể nghiên cứu thủ công bằng mắt thường. Morpheus ban đầu được đào tạo về 7,600 hình ảnh thiên hà được chụp bởi Kính viễn vọng Không gian Hubble của NASA và Robertson cho rằng nó sẽ phải được đào tạo lại để thích ứng tốt hơn với dữ liệu từ JWST.

“Chúng tôi sẽ cố gắng áp dụng Morpheus như trên dữ liệu JWST mà không cần đào tạo lại trước và kiểm tra hiệu suất của các vật thể ở các vùng trên bầu trời nơi tồn tại cả dữ liệu Hubble và JWST,” anh ấy nói với chúng tôi.

“Có khả năng chúng tôi sẽ cần đào tạo lại Morpheus dựa trên dữ liệu JWST vì dữ liệu JWST đỏ hơn, mở rộng trên phạm vi bước sóng rộng hơn và chức năng trải rộng điểm – về cơ bản là hình dáng của một ngôi sao qua quang học của kính viễn vọng – khác với Hubble.”

Morpheus sẽ chạy trên siêu máy tính của UC Santa Cruz Lux, Đó là vũ trang với 80 nút điện toán chỉ dành cho CPU, mỗi nút chứa hai bộ xử lý Intel Cascade Lake Xeon 20 lõi và 28 nút chỉ dành cho GPU chứa hai GPU Nvidia V100, mỗi nút. Robertson cho biết: “Sau khi có dữ liệu, việc chạy Morpheus trên tất cả các hình ảnh JWST sẽ chỉ mất tối đa vài ngày ở mức lux”. 

Chiếc kính viễn vọng trị giá 18 tỷ đô la được chờ đợi từ lâu cuối cùng đã được phóng vào ngày Giáng sinh năm ngoái sau nhiều lần trì hoãn. Cơ quan kiểm soát mặt đất đã mất nhiều tháng để căn chỉnh hoàn hảo hệ thống XNUMX gương phức tạp của nó trước khi thiết bị bắt đầu phát hiện ra nó. photon đầu tiên trong tháng Hai. ®