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 открытиям, которые помогут 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 Morpheus, модель машинного обучения, обученную анализировать пиксели и выделять размытые объекты в форме капель из глубокой космической бездны, а также 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 будет реализовывать в 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.
Составление отдельных снимков, сделанных с 2003 по 2012 год с помощью космического телескопа Хаббл. Кредит изображения: НАСА/ЕКА… Нажмите, чтобы увеличить
Робертсон и его коллеги обновили Morpheus, чтобы он адаптировался к данным JWST. «Теперь мы интегрировали методы внимания, которые позволяют классифицировать большие области изображений за раз, что привело к ускорению примерно в сто раз. Более новый Morpheus может классифицировать большие изображения быстрее и надежнее, чем раньше. ” он говорил 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 7600 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 обучения и проверим производительность для объектов в областях неба, где существуют данные как Hubble, так и JWST», — сказал он нам.
«Вероятно, нам нужно будет переобучить Морфеуса на основе данных JWST, учитывая, что данные JWST более красные, охватывают более широкий диапазон длин волн и функцию рассеяния точек — в основном то, как звезда выглядит через оптику телескопа — отличается от Хаббла».
Morpheus будет работать на суперкомпьютере Lux Калифорнийского университета в Санта-Крузе, который оснащен 80 вычислительными узлами только с ЦП, каждый из которых содержит два 20-ядерных процессора Intel Cascade Lake Xeon, и 28 узлами только с графическим процессором, содержащим два графических процессора Nvidia V100 каждый. «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 потратил месяцы на идеальную настройку своей сложной 18-зеркальной системы, прежде чем в феврале инструмент начал регистрировать свои первые фотоны. ®
