詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡如何助力宇宙探索

美國國家航空航天局(NASA)近日公布了詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡(JWST)拍攝的首張全彩圖像，這是迄今最深邃、最清晰的深空紅外圖像。星系團(tuán) SMACS0723 的圖像被稱為 “韋伯第一深場”，細(xì)節(jié)十分豐富。

而人類并非這些圖像的唯一見證者。這臺詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡所捕捉的數(shù)據(jù)同時也饋入到加州大學(xué)圣克魯茲分校研發(fā)的新一代 GPU 加速 AI 系統(tǒng)中。加州大學(xué)圣克魯茲分校的研發(fā)團(tuán)隊將這個 AI 系統(tǒng)命名為 Morpheus。Morpheus 不僅能幫助人類解讀我們所看到的景象，還能利用造價 100 億美元的太空望遠(yuǎn)鏡傳回的圖像，更好地了解要探尋的天體。

揭曉謎團(tuán)

據(jù) NASA 稱，韋伯拍攝的圖像首次捕捉到了數(shù)千個星系，包括紅外攝像機觀測到的最微弱的星體。而近日公布的圖像所拍到的只是浩瀚宇宙的滄海一粟，如果將宇宙比作整個天空，它只相當(dāng)于人站在地上舉起的一粒沙子。

韋伯望遠(yuǎn)鏡的標(biāo)志性主鏡由 18 片六邊形鏡片拼接而成，直徑 6.5 米。迄今為止，這臺望遠(yuǎn)鏡在對宇宙和宇宙歷史的觀測深度方面遠(yuǎn)超其他任何工具。

奇妙新世界

詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡拍到了 46 億年前星系團(tuán) SMACS 0723 形成時的樣子。這個星系團(tuán)的總質(zhì)量使其可以產(chǎn)生“引力透鏡”效應(yīng)，放大了它背后更遙遠(yuǎn)的星系。

韋伯望遠(yuǎn)鏡能夠觀察到宇宙更早時期的面貌(幾乎能回溯到宇宙起源時期)，這一能力遠(yuǎn)超任何其他科學(xué)儀器，同時它還可以幫助我們探究太陽系外的星球是否適合人類居住。

Morpheus 過去就曾幫助研究人員解讀 NASA 的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝的圖像，發(fā)揮了關(guān)鍵作用，而今它還將協(xié)助研究人員提出和解答上述問題，大展身手。

加州大學(xué)圣克魯茲分校的天文學(xué)與天體物理學(xué)教授 Brant Robertson 與該校計算機科學(xué)系博士生 Ryan Hausen 合作，主持研發(fā)了一套深度學(xué)習(xí)框架，該框架可對望遠(yuǎn)鏡動態(tài)回傳的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行像素級分析，進(jìn)而對星系等天體加以分類。

Robertson 表示：“詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡將推動我們在宇宙探索方式上取得新的突破。這可以說是振奮人心的進(jìn)步?！?/p>

Morpheus 還將利用這些天文圖像不斷進(jìn)行學(xué)習(xí)。韋伯望遠(yuǎn)鏡不僅具備特有的光學(xué)效果，同時與哈勃望遠(yuǎn)鏡的觀測能力相比，韋伯望遠(yuǎn)鏡還能捕捉到更遙遠(yuǎn)、看起來更紅的發(fā)光星系。

Morpheus 在加州大學(xué)圣克魯茲分校的 Lux 超級計算機上接受訓(xùn)練。這臺計算機包含 28 個 GPU 節(jié)點，每個節(jié)點配有兩個NVIDIA V100 Tensor Core GPU。

未來幾年里，當(dāng)我們欣賞這些壯美畫面的時候，研究人員也會將詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡傳回的數(shù)據(jù)饋入 AI 系統(tǒng)。

審核編輯：湯梓紅