Jakarta –
Seorang siswa SMA mengungkap 1,5 juta objek yang sebelumnya tidak diketahui di luar angkasa. Hal ini ia temukan melalui penelitiannya di California Institute of Technology (Caltech), Amerika Serikat.
Siswa setempat bernama Matteo Paz itu dinilai memperluas potensi misi NASA. Ia pun menerbitkan makalah ilmiah yang ditinjau sejawat dan ditulis oleh satu penulis.
Artikel Paz di jurnal Astronomical Journal itu menjelaskan, algoritma AI baru yang ia kembangkanlah yang menghasilkan penemuan ini. Algoritma tersebut dapat diadaptasi oleh astronom dan astrofisikawan lain untuk penelitian mereka sendiri.
SCROLL TO CONTINUE WITH CONTENT
Atas prestasi ini, Paz memenangkan hadiah juara pertama senilai $250.000 atau sekitar Rp 4.202.500.000 dalam Regeneron Science Talent Search yang dipantau oleh Society for Science.
Awal Mula Tertarik Astronomi
Paz ingin mempelajari lebih lanjut tentang astronomi sejak ibunya membawanya ke Kuliah Pengamatan Bintang di Caltech saat ia masih di sekolah dasar. Pada musim panas 2022, ia datang ke kampus untuk mempelajari astronomi dan ilmu komputer terkait di Caltech Planet Finder Academy yang dipimpin oleh Profesor Astronomi Andrew Howard.
Pada 2023, ia mendaftar untuk Summer Research Connection selama enam minggu di Caltech. Ini merupakan program lain yang dijalankan oleh Center for Teaching, Learning, and Outreach yang memasangkan siswa sekolah menengah setempat dengan mentor di laboratorium kampus.
Astronom dan ilmuwan senior IPAC Davy Kirkpatrick menjabat sebagai mentor Paz. Kirkpatrick telah membimbing siswa sekolah menengah selama lima musim panas terakhir, selain mahasiswa sarjana, ilmuwan warga, dan peneliti pascasarjana tamu.
“Saya sangat beruntung telah bertemu Davy,” kata Paz, dikutip dari situs resmi Caltech pada Senin (14/04/2025).
“Saya ingat hari pertama saya berbicara dengannya, saya mengatakan bahwa saya sedang mempertimbangkan untuk mengerjakan makalah yang akan dihasilkan dari ini, yang merupakan tujuan yang jauh lebih besar daripada sekadar enam minggu,” lanjutnya.
“Ia tidak menghalangi saya. Ia berkata, ‘Baiklah, mari kita bicarakan itu.’ Ia telah memberikan pengalaman belajar yang luar biasa. Saya pikir itulah sebabnya saya telah berkembang pesat sebagai seorang ilmuwan,” kata Paz.
Kirkpatrick sendiri tumbuh di komunitas pertanian di Tennessee. Ia mewujudkan mimpinya untuk menjadi astronom dengan bantuan guru kimia dan fisikanya pada kelas sembilan, Marilyn Morrison.
Guru tersebut memberi tahu Kirkpatrick dan ibunya bahwa Kirkpatrick memiliki potensi dan menjelaskan mata kuliah apa saja yang harus diambilnya untuk mempersiapkan diri masuk kuliah.
“Saya ingin meneruskan bimbingan yang sama kepada orang lain dan mudah-mudahan kepada banyak orang lain,” kata Kirkpatrick.
“Jika saya melihat potensi mereka, saya ingin memastikan bahwa mereka mencapainya. Saya akan melakukan apa pun yang saya bisa untuk membantu mereka,” ujarnya lagi.
Kirkpatrick juga ingin mendapatkan wawasan lebih dalam dari NEOWISE (Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer), teleskop inframerah yang kini sudah tidak digunakan lagi yang telah memindai seluruh langit untuk mencari asteroid dan objek lain di dekat Bumi selama lebih dari 10 tahun.
Teleskop NASA tersebut sibuk mengamati asteroid sekaligus mendeteksi panas yang bervariasi dari objek kosmik lain yang lebih jauh yang berkelebat intens, berdenyut, atau meredup saat mengalami gerhana.
Para astronom menyebut objek variabel ini fenomena yang sulit ditangkap seperti quasar, bintang yang meledak, dan bintang berpasangan yang saling menutupi. Namun, data tentang objek variabel tersebut belum dimanfaatkan.
Jika tim NEOWISE dapat mengidentifikasi objek tersebut dan menyediakannya bagi komunitas astronomi, katalog yang dihasilkan dapat memberikan wawasan tentang bagaimana entitas kosmik berubah selama bertahun-tahun.
“Pada titik itu, kami menelusuri mendekati 200 miliar baris dalam tabel setiap deteksi yang telah kami buat selama lebih dari satu dekade,” kata Kirkpatrick.
“Jadi ide saya untuk musim panas ini adalah mengambil sebagian kecil langit dan melihat apakah kita dapat menemukan beberapa bintang variabel. Kemudian kita dapat menyorotinya kepada komunitas astronomi dengan mengatakan, ‘Ini beberapa hal baru yang kami temukan dengan tangan; bayangkan saja potensi dalam kumpulan data tersebut,” jelasnya.
Jadi Karyawan Caltech sambil Menyelesaikan SMA
Sementara, Paz tidak bermaksud memilah-milah data secara manual. Pekerjaan akademiknya mempersiapkannya untuk membawa sudut pandang baru terhadap tantangan tersebut.
Dia tertarik pada AI selama mata kuliah pilihan yang mengintegrasikan pengodean, ilmu komputer teoretis, dan matematika formal.
Paz tahu bahwa AI paling baik dilatih pada kumpulan data yang luas dan teratur seperti yang diberikan Kirkpatrick kepadanya.
Paz juga memiliki pengetahuan matematika tingkat lanjut yang ia butuhkan untuk menikmati pemrograman. Ia sudah mempelajari matematika sarjana tingkat lanjut di Akademi Matematika Distrik Sekolah Terpadu Pasadena, tempat para siswa menyelesaikan kalkulus AP BC di kelas delapan.
Jadi Paz mulai mengembangkan teknik pembelajaran mesin untuk menganalisis seluruh kumpulan data dan menandai objek variabel potensial. Dalam enam minggu tersebut, ia mulai menyusun model AI.
Saat bekerja, ia berkonsultasi dengan Kirkpatrick untuk mempelajari astronomi dan astrofisika yang relevan.
“Setiap pertemuan dengan Davy adalah 10 persen pekerjaan dan 90 persen kami hanya mengobrol,” kata Paz.
“Sangat menyenangkan bisa memiliki seseorang untuk diajak bicara tentang sains seperti itu,” imbuhnya.
Kirkpatrick juga menghubungkan Paz dengan astronom Caltech Shoubaneh Hemmati, Daniel Masters, Ashish Mahabal, dan Matthew Graham.
Paz dan Kirkpatrick mengetahui ritme khusus pengamatan NEOWISE berarti bahwa ia tidak akan mampu secara sistematis mendeteksi dan mengklasifikasikan banyak objek yang berkedip sekali dengan cepat atau berubah secara bertahap dalam waktu yang lama.
Pada 2024, Paz dan Kirkpatrick kembali berkolaborasi. Kali ini, Paz membimbing siswa sekolah menengah lainnya.
Sekarang, Paz telah menyempurnakan model AI untuk memproses semua data mentah dari pengamatan NEOWISE dan telah menganalisis hasilnya. Dilatih untuk mendeteksi perbedaan kecil dalam pengukuran inframerah teleskop. Algoritma tersebut menandai dan mengklasifikasikan 1,5 juta objek baru yang potensial dalam data.
Pada 2025, Paz dan Kirkpatrick berencana untuk menerbitkan katalog lengkap objek yang tingkat kecerahannya sangat bervariasi dalam data NEOWISE.
“Model yang saya terapkan dapat digunakan untuk studi domain waktu lain dalam astronomi, dan berpotensi untuk hal lain yang hadir dalam format temporal,” ujar Paz.
“Saya dapat melihat beberapa relevansi dengan analisis grafik (pasar saham), di mana informasinya juga hadir dalam deret waktu dan komponen periodik dapat menjadi penting. Anda juga dapat mempelajari efek atmosfer seperti polusi, di mana musim periodik dan siklus siang-malam memainkan peran besar,” paparnya.
Sekarang sembari menyelesaikan sekolah menengah atas, Paz menjadi karyawan Caltech. Ia bekerja untuk Kirkpatrick di IPAC yang mengelola, memproses, mengarsipkan, dan menganalisis data dari NEOWISE dan beberapa misi luar angkasa lain yang didukung NASA dan NSF.
Ini adalah pekerjaan bergaji pertama Paz.
(nah/pal)