Claude造出首张完整全天紫外地图 填补三分之一空白
约翰斯·霍普金斯大学的天体物理学家Brice Ménard同时也是相关科研机构的研究员，借助Anthropic的Claude Science科研工作台，团队完成了全球首张完整的全天紫外天文地图。这张地图中约三分之一从未被紫外望远镜观测过的天区由Claude预测生成，每个像素都标注了数据来源是实测还是预测，同时附带了误差估算值。按照官方测算，人工完成这项工作需要数周时间，而借助AI仅用几天就完成了全部任务，期间Ménard还同步推进了其他研究项目，堪称AI赋能科学研究的典型案例。
AI完成全天紫外地图的完整流程
今年夏天，Ménard给Claude Science下达了明确的任务指令：收集所有公开的紫外巡天数据，统一校准到同一套标尺，合成完整的全天图像，同时补全未被观测过的天区。AI接到任务后，按标准流程完成了多个关键步骤：
- 首先检索并下载公开的紫外观测数据，这里的数据量极大，仅GALEX就有数万张跨越多年、拍摄条件各异的图像
- 接着清洗数据，确保每份数据内部的一致性，同时处理亮星周边的炫光区域
- 然后对齐所有观测的坐标系，通过多仪器交叉定标，将所有数据统一到相同的分辨率和坐标体系中
- 最后针对占全天三分之一的空白区域，使用图像修复技术，让模型基于海量天文图像学习，补全缺失的部分
经过多轮调整优化后，AI补全的区域与实测数据的误差仅约10%，人眼几乎无法分辨差异。之后Claude还结合欧洲航天局Gaia卫星的可见光观测数据，推算出超过1亿颗恒星的紫外亮度，并叠加到补全的背景图上，最终得到了首张完整的全天紫外地图。
紫外天文观测的天然困境
紫外波段蕴含着大量值得探索的天文信息，比如被星光照亮的尘埃、年轻恒星周围的星云，以及恒星爆炸后留下的环状结构等。但当前的紫外地图始终存在大片空白，这是因为紫外线会被地球臭氧层吸收，即便使用太空望远镜，也只能分片进行观测，无法实现全天覆盖。
目前最大的紫外观测数据来自NASA的GALEX紫外巡天卫星，在2003到2013年间，该卫星完成了约38000次观测，覆盖了约三分之二的天空。为了避免强光烧坏探测器，GALEX特意避开了亮星密集的区域，包括整个银河盘面。后续NASA的Swift卫星和韩国的FIMS/SPEAR项目补充了部分观测数据，但即便如此，全天仍存在多处未被覆盖的空白区域。
如果尝试将现有观测数据拼接成完整地图，技术上是可行的，但过程极其繁琐：需要对每一个像素进行精准校准。而天文学家手头总有优先级更高的研究项目，这类低复杂度、高耗时的工作就被长期搁置了，正如业内常说的“科学家总会推迟处理缓慢且低优先级的工作”。
人机协作的迭代优化
在整个项目推进过程中，Claude也出现了疏漏。某天Ménard在查看处理后的图像时，在最暗的天区发现了异常：一个个淡淡的圆形光斑，每个都和周围的亮度存在细微差异。这些光斑其实是GALEX单次观测的“脚印”——每一次GALEX观测都会拍摄一块圆形天区，而每张图像中都残留了未完全扣除的地球大气紫外辉光，导致不同圆形观测区域之间出现了亮度差。
尽管这个问题在项目初期就被列入了已知问题清单，但经过两轮智能代理审查后依然没有解决，最终还是由Ménard手动排查发现。他向Claude反馈了这个问题后，AI团队重新回溯了大气辉光残留的处理流程，对38000次观测数据全部进行了重新校准，仅用几个小时就消除了所有圆形光斑。
项目最终成果与意义
整个项目前后耗时数天，历经十多个大版本的迭代。整个流程遵循“人类指导-AI执行-反馈调整”的循环：Ménard在Claude Science中与AI多轮沟通，确定下一步的优化方向；之后AI会连续运行数小时进行计算，这段时间里Ménard可以专注于其他研究项目，循环往复直到得到满意的结果。
最终的成品图展现了丰富的宇宙细节：年轻亮星周围的发光尘埃云、大质量恒星爆炸吹出的气泡形成的巨大尘埃环、远离银河盘面的被银河系星光照亮的尘埃细丝，以及位于银河盘面下方的大、小麦哲伦云——这两个挤满年轻恒星的近邻星系。
在项目的致谢部分，Ménard感谢了所有公开空间观测数据的科研团队，也感谢了Claude Science中的智能代理完成了大量繁琐的工作，而他自己则戏称“我的贡献仅限于指导它们”。
最后补充说明，Claude Science于6月30日正式开放，目前仍处于测试阶段。这一项目也再次证明了AI在科学研究领域的巨大潜力，AI4S的发展前景值得期待。
