Tim PhD Australia Menggunakan AI untuk Memulihkan Kejernihan James Webb

Kosmos itu dalam dan luas. Ia menakutkan indah dan penuh misteri. Memahami alam semesta ini adalah kunci untuk memahami asal usul kita sendiri dan tempat kita di dalamnya.

Untuk membantu hal ini, para ilmuwan telah membangun James Webb Space Telescope (JWST), sebuah alat kuat yang dirancang untuk menangkap cahaya dari galaksi pertama dan mengungkap bagaimana dunia kita terbentuk. Ini adalah teleskop terbesar di luar angkasa, memungkinkan studi objek astronomi menggunakan radiasi inframerah.

Bentuk cahaya ini memiliki panjang gelombang lebih panjang daripada cahaya tampak, dan dapat menembus awan debu kosmik yang menghalangi cahaya tampak. Karena Webb mengamati panjang gelombang yang lebih panjang, ia memerlukan area pengumpul yang besar untuk mencapai resolusi tinggi.

Cermin utama Webb terdiri dari 18 segmen cermin heksagonal yang terbuat dari berilium berlapis emas, membentuk cermin berdiameter 6,5 meter. Cermin besar ini, dipadukan dengan instrumen beresolusi tinggi dan sensitivitas tinggi, memungkinkan Webb mendeteksi objek yang jauh lebih jauh daripada teleskop luar angkasa sebelumnya.

Agar pengamatan ini memungkinkan, Webb harus dijaga pada suhu sangat rendah, di bawah 50 K (−370 °F; −223 °C). Ini mencegah panas teleskop sendiri mengganggu sinyal inframerah lemah yang ingin ditangkap. Sebuah pelindung matahari berlapis multi melindungi teleskop dari sumber panas eksternal seperti Matahari, Bulan, dan Bumi.

Dengan instrumen kuat ini, Webb telah memungkinkan penyelidikan di berbagai bidang astronomi dan kosmologi, termasuk pengamatan bintang pertama, pembentukan galaksi pertama, dan ilmu atmosfer detail dari eksoplanet yang berpotensi dapat dihuni.

Namun, beberapa gambar terbaru dari Webb agak buram karena distorsi pada salah satu instrumen kuncinya. Untuk menyelesaikan masalah ini, dua peneliti PhD di University of Sydney, Max Charles dan Louis Desdoigts, beralih ke AI. Secara mengesankan, mereka melakukannya dari Bumi tanpa perubahan perangkat keras apa pun.

Tapi mengapa ini penting? Apa yang Webb temukan di luar sana yang membuat gambar lebih tajam begitu penting? Mari kita lihat.

James Webb Space Telescope: Kejutan Dari Alam Semesta Awal

Sejak beroperasi, Webb telah menemukan galaksi dengan struktur kompleks dan lubang hitam ketika alam semesta masih sangat muda, menantang apa yang kami ketahui tentang seberapa cepat galaksi pertama dapat terbentuk dan tumbuh.

Webb telah mengungkap tanda atmosfer yang jelas—termasuk metana, karbon dioksida, sulfur dioksida, amonia, dan bahkan hidrogen sulfida—di beberapa dunia. Beberapa molekul ini sebelumnya hanya memiliki bukti tentatif (atau tidak ada sama sekali) sebelum JWST; Webb memberikan deteksi pertama yang tak ambigu dalam beberapa kasus, secara dramatis memajukan kimia eksoplanet.

Teleskop telah mengamati fitur seperti aurora Jupiter dan mengkategorikan benda kecil yang tertanam di sabuk asteroid antara Jupiter dan Mars, yang sulit dideteksi oleh teleskop lain, menunjukkan fleksibilitas JWST. Beberapa lubang hitam masif juga telah ditemukan oleh teleskop.

Dengan penemuan-penemuan ini dan banyak lagi, JWST telah memenuhi janjinya. Ia menunjukkan kepada kami bahwa alam semesta awal jauh lebih aktif dan kompleks daripada yang kami kira itu. Kekuasaannya lebih lanjut membantu kami melampaui galaksi dan tata surya kami dengan wawasan yang lebih detail dan akurat tentang sifat kosmos.

Baru-baru ini, para astronom menemukan¹ “salah satu penemuan paling membingungkan” hingga saat ini saat menelusuri gambar-gambar dari Webb. 

Objek-objek yang sangat terang dan membingungkan ini bisa jadi galaksi paling awal yang diketahui di alam semesta, muncul 100 juta tahun setelah Big Bang, atau mereka mungkin berupa dwarf coklat, yaitu bintang yang gagal, yang lebih besar dari planet gas raksasa terbesar tetapi tidak cukup besar untuk mempertahankan fusi nuklir di intinya. Identitas pasti Capotauro masih belum pasti, tetapi jelas “menarik dan menjanjikan”.

Capotauro ditemukan oleh tim astrofisikawan di Institut Nasional Astrofisika Italia dalam studi sebelumnya, ketika mereka mencoba mengidentifikasi galaksi lama dalam observasi JWST. Kekurangan data bergranular halus, bagaimanapun, membuat mereka tidak dapat menentukan identitasnya. Namun kemudian JWST merilis lebih banyak data tentang Capotauro awal tahun ini, yang membantu tim mempersempit apa yang mungkin itu.

Tim tersebut menggunakan gambar yang diambil oleh Near Infrared Camera (NIRCam) JWST pada tujuh panjang gelombang untuk mengukur kecerahan Capotauro dan data terbatas namun lebih bergranular dari Near Infrared Spectrograph (NIRSpec) JWST untuk memperoleh gambaran tentang usia dan suhu objek tersebut.

Data dari NIRCam dan NIRSpec digabungkan, dan kemudian model digunakan untuk menguji tiga konfigurasi galaksi yang mungkin. Skenario di mana Capotauro mungkin berupa dwarf coklat di pinggiran luar Bima Sakti juga diuji, bersama dengan berbagai kemungkinan lain, seperti objek tersebut menjadi eksoplanet yang aneh atau galaksi muda yang sangat tidak biasa.

Meskipun hasilnya tidak konklusif, tim telah mengidentifikasi dua opsi yang paling mungkin.

Salah satu kemungkinan adalah bahwa Capotauro terbentuk sekitar 100 juta tahun setelah Big Bang, yang memundurkan usia galaksi tertua yang diketahui sekitar 200 juta tahun. Kemungkinan lain adalah bahwa Capotauro adalah dwarf coklat yang tidak biasa, yang merupakan yang terdingin dan terjauh di galaksi kita.

Kedua kemungkinan tersebut “sangat menarik” karena akan menantang apa yang kami kira kami ketahui tentang galaksi kita dan bagaimana ia berevolusi, kata co-author studi Giovanni Gandolfi, seorang astrofisikawan di INAF.

Dalam observasi baru lain menggunakan JWST, para astronom telah menemukan lima senyawa kompleks berbasis karbon² yang terperangkap dalam es di sekitar bintang di luar Bima Sakti.

Molekul organik telah terdeteksi di sekitar protobintang dalam sebuah galaksi kerdil, Large Magellanic Cloud (MCLOUD.BO ), yang berjarak 160.000 tahun cahaya dari Bumi dan mengorbit dekat galaksi kita. Galaksi kecil ini dipenuhi bintang panas dan bersinar serta memiliki lebih sedikit unsur yang lebih berat daripada helium dibandingkan Bima Sakti. Dengan memahami galaksi ini, para astronom berharap dapat menerapkannya untuk memahami galaksi yang lebih jauh pada masa ketika alam semesta jauh lebih muda.

“Kondisi keras memberi tahu kita lebih banyak tentang bagaimana kimia organik kompleks dapat terjadi di lingkungan primitif ini di mana jauh lebih sedikit unsur berat seperti karbon, nitrogen, dan oksigen tersedia untuk reaksi kimia.”

– Co-author studi Marta Sewilo, seorang astronom di University of Maryland dan NASA Goddard Space Flight Center

Para peneliti mengarahkan Webb ke ST6, sebuah bintang yang sedang berkembang di Large Magellanic Cloud, dan dengan bantuan alat yang mengukur cahaya inframerah, mereka menemukan molekul kompleks berikut dalam es di sekitarnya: metanol, etanol, asetaldehida, asam asetat, dan metil format.

Dari molekul-molekul ini, metanol adalah satu-satunya yang telah “terdeteksi secara konklusif” dalam protobintang, yang membuat observasi baru ini “luar biasa.”

Para peneliti bahkan menemukan sinyal yang mungkin disebabkan oleh glikolaldehida, yang dapat bereaksi dengan molekul lain untuk membentuk ribosa, sejenis gula yang merupakan komponen penting asam ribonukleat (RNA), yang esensial bagi kehidupan.

Klik di sini untuk mempelajari bagaimana laser & pencetakan 3D akan membangun masa depan kita di luar angkasa.

AMIGO: Kalibrasi AI yang Menajamkan NIRISS-AMI JWST

Swipe to scroll →

Dengan semua penemuan ini berasal dari Webb, dua peneliti PhD di University of Sydney, Max Charles dan Louis Desdoigts, menyadari mereka dapat membuat teleskop lebih efektif lagi. Perangkat lunak berbasis AI mereka memperbaiki keburaman pada gambar Webb dari Bumi tanpa memerlukan misi perbaikan luar angkasa yang mahal.

Masalah yang mereka selesaikan berada pada Aperture Masking Interferometer (AMI), satu-satunya komponen yang dirancang di Australia pada teleskop. AMI pada instrumen NIRISS adalah interferometer inframerah beresolusi tertinggi yang pernah ditempatkan di luar angkasa. Ini memungkinkan para astronom mengambil gambar beresolusi tinggi bintang dan planet di luar tata surya kita dengan menggabungkan cahaya dari berbagai bagian cermin utama Webb.

Namun ketika teleskop mulai beroperasi, kinerja AMI terpengaruh oleh distorsi elektronik pada detektor kamera inframerahnya. Dengan migrasi muatan, atau Brighter-Fatter Effect, yang membatasi kinerja AMI, gambar yang diambil oleh teleskop mengalami keburaman halus.

Teleskop luar angkasa telah menghadapi cacat optik serupa sebelumnya. Hubble mengalami masalah serupa pada tahun 90-an karena kesalahan jarak lensa. Cermin utamanya memiliki bentuk yang salah, cacat yang disebut aberasi sferis, yang menyebabkan cermin utama teleskop memiliki lebih dari satu titik fokus, membuat gambarnya buram.

Untuk memfokuskan data yang buram, NASA merancang ulang Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC2) dan mengembangkan paket instrumen Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement (COSTAR) milik Hubble, yang berukuran seperti kulkas besar dan berfungsi seperti sepasang kacamata untuk Faint Object Camera (FOC), Goddard High Resolution Spectrograph (GHRS), dan Faint Object Spectrograph (FOS) Hubble. Kedua WFPC2 dan COSTAR dipasang oleh astronot selama misi perawatan pertama Hubble pada akhir 1993.

Kali ini, alih-alih mengirim astronot untuk melakukan perbaikan fisik, para peneliti menciptakan metode kalibrasi berbasis perangkat lunak di Bumi. Charles dan Desdoigts (yang kini menjadi peneliti pascadoktoral di Leiden University, Belanda) mengembangkan apa yang mereka sebut Aperture Masking Interferometry Generative Observations, atau AMIGO³.

AMIGO adalah kerangka kerja kalibrasi sumber terbuka “yang memodelkan ke depan seluruh sistem JWST AMI – termasuk optiknya, fisika detektor, dan elektronik pembacaan – menggunakan arsitektur diferensial end-to-end yang diimplementasikan dalam kerangka Jax dan khususnya memanfaatkan paket pemodelan optik dLux.”

Ia menggunakan jaringan neural dan simulasi canggih untuk meniru cara optik dan elektronik Webb berfungsi di luar angkasa. Untuk merancang algoritma mereka guna memperbaiki gambar secara digital, para peneliti mengidentifikasi masalah di mana muatan listrik menyebar ke piksel tetangga.

Dengan cara ini, “mereka berhasil memperbaiki segala sesuatu dengan kode” daripada “mengirim astronot untuk menambahkan bagian baru,” kata Profesor Peter Tuthill dari School of Physics Universitas Sydney dan Sydney Institute for Astronomy, yang menciptakan AMI dan bekerja pada solusi tersebut. “Ini contoh brilian bagaimana inovasi Australia dapat memberikan dampak global dalam ilmu ruang.”

Dengan bantuan AMIGO, Webb menghasilkan gambar yang jelas dan lebih tajam, menangkap objek-objek langit yang samar dengan detail yang tepat.

Untuk menguji seberapa efektif AMIGO, Charles memimpin studi terpisah⁴, di mana, dengan menggunakan kalibrasi yang ditingkatkan, Webb menghasilkan gambar jelas dari gunung berapi di bulan Io milik Jupiter, jet lubang hitam, dan angin berdebu WR 137.

“Pekerjaan ini membawa visi JWST ke fokus yang lebih tajam,” kata Dr. Desdoigts. “Sangat memuaskan melihat solusi perangkat lunak memperluas jangkauan ilmiah teleskop – dan mengetahui hal itu mungkin tanpa pernah meninggalkan laboratorium.”

Berinvestasi dalam Teknologi Antariksa

Dalam ranah teknologi antariksa, Northrop Grumman (NOC ) adalah nama terkemuka, yang merupakan kontraktor utama untuk James Webb Space Telescope.

Selain membantu membangun JWST, perusahaan ini telah mengembangkan banyak teknologi antariksa utama lainnya, termasuk pesawat luar angkasa Cygnus, yang merupakan kendaraan pengisian ulang kargo untuk Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS), roket Antares untuk misi Cygnus, roket Pegasus yang diluncurkan dari udara, Mission Extension Vehicle (MEV) untuk menghubungkan satelit guna memperpanjang masa operasinya, dan HALO untuk program Artemis.

Sebagai perusahaan teknologi aerospace dan pertahanan, Northrop Grumman juga mengembangkan sistem pesawat militer, senjata taktis canggih, dan solusi pertahanan misil untuk agensi pemerintah AS dan pelanggan internasional. Selain itu, mereka menyediakan sistem komando, kontrol, komunikasi, dan pengintaian.

Baru-baru ini, perusahaan menandatangani kesepakatan dengan startup AI Luminary Cloud untuk desain pesawat luar angkasa yang dipercepat dan didukung AI. 

Startup tersebut telah mengembangkan model AI, didukung oleh PhysicsNeMo milik NVIDIA , untuk kontraktor pertahanan untuk merancang dan membangun pesawat luar angkasa baru lebih cepat. Dengan kemitraan ini, insinyur akan mendapatkan akses ke alat khusus yang disebut Physics AI yang dapat menghasilkan simulasi berfidelitas tinggi dari subsistem dalam hitungan detik, alih-alih biasanya 12 jam yang diperlukan dengan simulasi dinamika fluida komputasi untuk menghasilkan satu simulasi. Saat ini alat ini disesuaikan untuk merancang nosel thruster pesawat luar angkasa.

“Physics AI adalah tingkat kompleksitas berikutnya dalam AI, dan Northrop Grumman membawa teknologi ini kepada insinyur desain kami untuk secara dramatis mempercepat pengembangan perangkat keras. Menggunakan AI untuk membuat sesuatu yang kecil, seperti thruster pesawat luar angkasa, menempatkan kami pada jalur untuk melakukan hal yang jauh lebih besar, seperti menggunakan AI untuk merancang komponen yang lebih besar atau bahkan seluruh pesawat luar angkasa.”

– Han Park, wakil presiden integrasi AI di Northrop Grumman Space Systems

Untuk membangun model yang dapat menghasilkan desain baru untuk memprediksi dunia fisik, startup tidak menggunakan data yang tersedia di internet tetapi sebaliknya menggunakan hukum fisika untuk menciptakan desain pesawat luar angkasa.

“Kami mengatasi kekurangan data dengan fakta bahwa kami tidak mencoba memprediksi apakah gambar atau kumpulan piksel itu kucing, anjing, atau gajah. Sebaliknya, kami mencoba memprediksi apakah aliran udara mengalir dengan cara tertentu yang mematuhi beberapa prinsip fisik.”

kata CTO Luminary Cloud, Juan Alonso

Sekarang, terkait kinerja pasar perusahaan, pada saat penulisan, kapitalisasi pasar $85 miliar saham Northrop Grumman diperdagangkan sekitar $595, naik 26,8% tahun ini. Baru-baru ini bulan ini, saham NOC mencapai rekor tertinggi sepanjang masa (ATH) di $640,90.

Untuk kuartal ketiga 2025, perusahaan melaporkan peningkatan penjualan sebesar 4% menjadi $10,4 miliar, didorong oleh penjualan yang lebih tinggi di tiga segmen: Mission Systems, Defense Systems, dan Aeronautics Systems. Segmen Space Systems-nya, yang menyediakan solusi misi end-to-end melalui pengembangan sistem ruang, misil pertahanan, dan peluncuran, mencatat penjualan lebih rendah karena berakhirnya pekerjaan pada beberapa program antariksa. Laba bersih untuk periode tersebut sebesar $1,1 miliar, atau $7,67 per saham terdilusi.

“Momentum yang kami bangun dalam bisnis kami mendorong kinerja kuartal ketiga yang kuat untuk mencapai tujuan keuangan kami untuk pertumbuhan menengah satu digit, memperluas margin segmen, dan meningkatkan arus kas tahun ke tahun.”

– CEO Kathy Warden.

Kas bersih yang disediakan oleh aktivitas operasional selama periode tersebut meningkat $466 juta, yang, bersama dengan pengeluaran modal yang lebih rendah, membantu meningkatkan arus kas bebas sebesar 72% ($526 juta). Sementara itu, penghargaan bersihnya berjumlah $12,2 miliar, dan backlog berjumlah $91,4 miliar.

Berita dan Perkembangan Saham Northrop Grumman (NOC) Terbaru

Kesimpulan

Seiring teknologi terus maju, kemampuan kita untuk menelusuri lebih dalam ke alam semesta dan meningkatkan pemahaman kita tentangnya juga berkembang. James Webb Space Telescope telah memainkan peran kunci dalam meningkatkan pengetahuan ini.

Dengan inovasi terbaru, para peneliti kini menggantikan misi mahal dengan kode, menjadikan AI pada dasarnya mekanik instrumen luar angkasa. Dan ketika perusahaan seperti Northrop Grumman juga mengintegrasikan AI ke generasi berikutnya dari pesawat luar angkasa, teknologi ini memungkinkan kita untuk tidak hanya mencapai bintang-bintang tetapi juga mempertahankan eksplorasi tersebut.

Klik di sini untuk daftar saham aerospace dan pertahanan teratas.

Referensi

1. Gandolfi, G., Rodighiero, G., Castellano, M., Fontana, A., Santini, P., Dickinson, M., Finkelstein, S., Catone, M., Calabrò, A., Merlin, E., Pentericci, L., Bisigello, L., Grazian, A., Napolitano, L., Vulcani, B., Taylor, A. J., Arrabal Haro, P., Kirkpatrick, A., Backhaus, B. E., … Holwerda, B. W. (2025). Misteri Capotauro — menyelidiki sifat membingungkan dari F356W-dropout ekstrem. Astronomy & Astrophysics. Publikasi online lanjutan. https://doi.org/10.48550/arXiv.2509.01664
2. Sewiło, M., Rocha, W. R. M., van Gelder, M., Navarro, M. G., Charnley, S. B., Jin, M., Oliveira, J. M., van Loon, J. T., Francis, L., Wiseman, J., Indebetouw, R., Chen, C.–H. R., Hamedani Golshan, R., & Qasim, D. (2025). Protobintang pada Metalisitas Subsolar: Deteksi Pertama Molekul Organik Kompleks Padat Besar di Large Magellanic Cloud. Astrophysical Journal Letters, 992(2), L30. https://doi.org/10.3847/2041-8213/ae0ccd
3. Desdoigts, L., Pope, B., Charles, M., Tuthill, P., Blakely, D., Johnstone, D., Ray, S., Sivaramakrishnan, A., Kammerer, J., Thatte, D., & Cooper, R. (2025). AMIGO: Kalibrasi Interferometer JWST. arXiv. https://doi.org/10.48550/arXiv.2510.09806
4. Charles, M., Desdoigts, L., Pope, B., Tuthill, P., Blakely, D., Johnstone, D., Ray, S., Ford, K. E. S., McKernan, B., & Sivaramakrishnan, A. (2025). Rekonstruksi gambar dengan Interferometer JWST. arXiv. https://doi.org/10.48550/arXiv.2510.10924