中新網(wǎng)北京2月26日電 (記者 孫自法)面向無邊無際的宇宙的天文學(xué)研究，近年來迅猛發(fā)展的人工智能(AI)有何用武之地？
天文基礎(chǔ)模型研究獲重要突破
記者2月26日從中國科學(xué)院國家天文臺獲悉，人工智能浪潮中，天文學(xué)也迎來一場新的技術(shù)變革。由中國科研團(tuán)隊研發(fā)的SpecCLIP人工智能模型近日正式發(fā)布，作為中國團(tuán)隊在天文基礎(chǔ)模型研究方向上的一次重要突破，其類似大語言模型，通過引入恒星光譜分析，為跨巡天數(shù)據(jù)融合和精密恒星物理參數(shù)研究提供全新思路。
SpecCLIP 大模型示意圖。中國科學(xué)院國家天文臺 供圖該人工智能模型研發(fā)相關(guān)成果論文，近日也在國際專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《天體物理學(xué)報》上發(fā)表。
科研團(tuán)隊介紹說，恒星光譜被稱為研究宇宙的“指紋”。通過分析光譜中的譜線特征，科學(xué)家可以測量恒星的溫度、重力加速度以及化學(xué)成分，并依據(jù)其記錄的化學(xué)印記，像考古學(xué)一樣反演銀河系的演化歷史。
然而，不同望遠(yuǎn)鏡和巡天項目獲取的光譜數(shù)據(jù)往往存在分辨率、波段范圍和觀測方式上的差異，使得數(shù)據(jù)難以直接統(tǒng)一分析。
實現(xiàn)跨儀器跨巡天數(shù)據(jù)對齊轉(zhuǎn)換
最新研發(fā)的SpecCLIP模型，重點(diǎn)用于解決中國郭守敬望遠(yuǎn)鏡(LAMOST)低分辨率光譜數(shù)據(jù)與歐洲空間局蓋亞太空望遠(yuǎn)鏡(Gaia)XP光譜數(shù)據(jù)的聯(lián)合分析問題。科研團(tuán)隊將不同來源的光譜數(shù)據(jù)映射到同一個“特征空間”，就像把不同語言翻譯成同一種通用語法。通過對比學(xué)習(xí)方法，SpecCLIP模型能夠自動學(xué)習(xí)兩類光譜之間的內(nèi)在聯(lián)系，高效實現(xiàn)跨儀器、跨巡天的數(shù)據(jù)對齊與轉(zhuǎn)換，為大規(guī)模聯(lián)合研究提供了新的技術(shù)路徑。
科研團(tuán)隊指出，與傳統(tǒng)針對單一任務(wù)訓(xùn)練的模型不同，SpecCLIP更接近一種“基礎(chǔ)模型”框架。它不僅能夠統(tǒng)一預(yù)測恒星大氣參數(shù)和元素豐度，還可以開展光譜相似性搜索和異常源發(fā)現(xiàn)，為未來海量巡天數(shù)據(jù)的自動化分析奠定基礎(chǔ)。
特別是在銀河系考古研究中，該模型可以助力極端貧金屬星的大規(guī)模搜尋與證認(rèn)，并推動前所未有的大規(guī)模外暈紅巨星樣本的構(gòu)建，為追溯銀河系早期并合歷史提供關(guān)鍵的觀測數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
已開始服務(wù)多項前沿科學(xué)方向
科研團(tuán)隊稱，基于這種統(tǒng)一表征能力，SpecCLIP模型已開始服務(wù)多項前沿科學(xué)方向。例如，在地球2.0(Earth2.0，ET)任務(wù)的科學(xué)準(zhǔn)備中，SpecCLIP模型能夠為ET天區(qū)的行星寄主恒星提供準(zhǔn)確而全面的基礎(chǔ)參數(shù)，從而提升潛在宜居行星的篩選效率；在銀河系演化史研究方面，該模型為數(shù)百萬恒星年齡的統(tǒng)一測量提供了新的技術(shù)路徑，并為重建銀河系形成與并合歷史帶來更大規(guī)模的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
基于 SpecCLIP 基座模型構(gòu)建的面向科研人員的恒星光譜專業(yè)分析平臺界面。中國科學(xué)院國家天文臺 供圖他們認(rèn)為，隨著郭守敬望遠(yuǎn)鏡、蓋亞太空望遠(yuǎn)鏡以及下一代巡天項目持續(xù)產(chǎn)生海量觀測數(shù)據(jù)，天文學(xué)正從“單一任務(wù)模型”時代逐步邁向“基礎(chǔ)模型”時代。SpecCLIP模型展示出人工智能方法在天文光譜研究領(lǐng)域的潛力，有望成為連接不同觀測系統(tǒng)的重要橋梁，并推動銀河系結(jié)構(gòu)和形成演化研究以及恒星物理研究邁向更高精度。
中國科學(xué)院國家天文臺表示，SpecCLIP模型研發(fā)論文是該臺與之江實驗室共同發(fā)起的天文領(lǐng)域基礎(chǔ)模型系列工作的第二篇論文，此前雙方合作面向時域光變數(shù)據(jù)成功構(gòu)建基座模型FALCO，相關(guān)論文已在《天文學(xué)雜志》發(fā)表。
這些進(jìn)展也標(biāo)志著由中國科學(xué)院國家天文臺、之江實驗室聯(lián)合發(fā)起的天文基礎(chǔ)模型研究，正在人工智能新范式下邁出具有探索意義的重要一步。(完)