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?
天文基礎模型研究獲重要突破
記者2月26日從中國科學院國家天文臺獲悉,人工智能浪潮中,天文學也迎來一場新的技術變革。由中國科研團隊研發(fā)的SpecCLIP人工智能模型近日正式發(fā)布,作為中國團隊在天文基礎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。中國科學院國家天文臺 供圖該人工智能模型研發(fā)相關成果論文,近日也在國際專業(yè)學術期刊《天體物理學報》上發(fā)表。
科研團隊介紹說,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,科學家可以測量恒星的溫度、重力加速度以及化學成分,并依據(jù)其記錄的化學印記,像考古學一樣反演銀河系的演化歷史。
然而,不同望遠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)對齊轉換
最新研發(fā)的SpecCLIP模型,重點用于解決中國郭守敬望遠鏡(LAMOST)低分辨率光譜數(shù)據(jù)與歐洲空間局蓋亞太空望遠鏡(Gaia)XP光譜數(shù)據(jù)的聯(lián)合分析問題??蒲袌F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。通過對比學習方法,SpecCLIP模型能夠自動學習兩類光譜之間的內在聯(lián)系,高效實現(xiàn)跨儀器、跨巡天的數(shù)據(jù)對齊與轉換,為大規(guī)模聯(lián)合研究提供了新的技術路徑。
科研團隊指出,與傳統(tǒng)針對單一任務訓練的模型不同,SpecCLIP更接近一種“基礎模型”框架。它不僅能夠統(tǒng)一預測恒星大氣參數(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。
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,并推動前所未有的大規(guī)模外暈紅巨星樣本的構建,為追溯銀河系早期并合歷史提供關鍵的觀測數(shù)據(jù)基礎。
已開始服務多項前沿科學方向
科研團隊稱,基于這種統(tǒng)一表征能力,SpecCLIP模型已開始服務多項前沿科學方向。例如,在地球2.0(Earth2.0,ET)任務的科學準備中,SpecCLIP模型能夠為ET天區(qū)的行星寄主恒星提供準確而全面的基礎參數(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。
基于 SpecCLIP 基座模型構建的面向科研人員的恒星光譜專業(yè)分析平臺界面。中國科學院國家天文臺 供圖他們認為,隨著郭守敬望遠鏡、蓋亞太空望遠鏡以及下一代巡天項目持續(xù)產(chǎn)生海量觀測數(shù)據(jù),天文學正從“單一任務模型”時代逐步邁向“基礎模型”時代。SpecCLIP模型展示出人工智能方法在天文光譜研究領域的潛力,有望成為連接不同觀測系統(tǒng)的重要橋梁,并推動銀河系結構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)起的天文領域基礎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)成功構建基座模型FALCO,相關論文已在《天文學雜志》發(fā)表。
這些進展也標志著由中國科學院國家天文臺、之江實驗室聯(lián)合發(fā)起的天文基礎模型研究,正在人工智能新范式下邁出具有探索意義的重要一步。(完)