Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST), sebuah instrumen inovatif untuk observasi astronomi, baru-baru ini menghadapi tantangan – gambar buram dari komponen utamanya. Untungnya, tim peneliti Australia mengembangkan algoritma kecerdasan buatan (AI) yang berhasil mengatasi masalah ini, menandai kemenangan besar bagi komunitas ilmiah yang ingin memanfaatkan kemampuan teleskop dalam mencari exoplanet di galaksi Bima Sakti kita.
Masalah: Gambar Buram dari Instrumen Khusus
Gambar buram tersebut berasal dari Aperture Masking Interferometer (API), sebuah instrumen yang bukan merupakan salah satu dari empat alat utama JWST, melainkan perangkat yang meningkatkan kemampuan salah satunya—Near-InfraRed Imager dan Slitless Spectrograph (NIRISS). API bekerja dengan menggabungkan cahaya dari berbagai bagian cermin utama JWST, sehingga meningkatkan kemampuan instrumen untuk mendeteksi objek yang redup dan jauh, terutama planet ekstrasurya kecil yang mengelilingi bintang lain.
Namun, setelah instrumen dinyalakan, gambar yang dihasilkan terlihat tidak fokus, mencerminkan cacat optik signifikan yang dialami pendahulu JWST, Teleskop Luar Angkasa Hubble. Pada tahun 1990, Hubble ditemukan rabun jauh karena ketidaksempurnaan pada cermin utamanya, sehingga memerlukan misi yang mahal dan rumit untuk memasang cermin korektif di orbit.
Mengapa Perbaikan Sangat Sulit – dan Mengapa Manusia Tidak Dapat Membantu
Mengatasi masalah ini dengan JWST terbukti jauh lebih menantang dibandingkan dengan Hubble. Meskipun Hubble mengorbit hanya 320 mil di atas Bumi—lokasi yang relatif mudah diakses—JWST berada pada jarak 930.000 mil (1,5 juta km). Jarak yang sangat jauh ini—lebih dari tiga kali jarak ke bulan—berarti belum ada misi luar angkasa manusia yang pernah dikirim sejauh ini, sehingga tidak mungkin dilakukan perbaikan fisik.
Solusi AI: Jaringan Neural yang Disebut AMIGO
Sumber keburaman tersebut ditelusuri ke distorsi elektronik dalam detektor kamera inframerah JWST. Untuk mengatasi rintangan ini, mantan Ph.D. siswa Max Charles dan Louis Desdoigts menciptakan jaringan saraf, sejenis algoritma AI yang meniru otak manusia. Algoritme ini, bernama AMIGO (untuk Aperture Masking Interferometry Generative Observations), secara efisien mengidentifikasi dan mengoreksi piksel yang terpengaruh oleh muatan listrik, sehingga menyempurnakan pengamatan yang terdistorsi.
“Alih-alih mengirim astronot untuk membuat komponen baru, mereka berhasil memperbaikinya dengan kode,” kata Tuthill dalam sebuah pernyataan.
Hasil Luar Biasa dan Kemampuan yang Diperluas
Algoritma AMIGO telah terbukti sangat efektif. Para peneliti mendemonstrasikan kemampuannya dengan mempertajam gambar planet ekstrasurya yang redup dan bintang dingin bermassa rendah yang terletak 133 tahun cahaya dari Bumi. Kampanye pencitraan selanjutnya, dengan API yang bekerja sama dengan AMIGO, menghasilkan gambar detail jet lubang hitam, permukaan vulkanik bulan Jupiter Io, dan angin bintang yang berasal dari bintang variabel yang jauh.
“Pekerjaan ini membawa visi JWST ke fokus yang lebih tajam,” Desdoigts, yang kini menjadi peneliti postdoctoral di Universitas Leiden di Belanda, mengatakan dalam pernyataannya. “Sungguh bermanfaat melihat solusi perangkat lunak memperluas jangkauan ilmiah teleskop.”
Teleskop Luar Angkasa James Webb telah merevolusi astronomi sejak dioperasikan pada Juli 2022, memberikan wawasan yang belum pernah ada sebelumnya mengenai pembentukan galaksi awal dan lubang hitam. Dengan komponen API yang kini berfungsi penuh berkat solusi AI, JWST siap untuk membuka lebih banyak penemuan inovatif dan meningkatkan pemahaman kita tentang alam semesta.
