تحديث حدود استكشاف الفضاء العميق! علماء بلادنا يستخدمون نموذج الذكاء الاصطناعي الفلكي لرسم "خريطة الفضاء العميق القصوى"

استكشاف الأجرام السماوية والهياكل البعيدة والضعيفة هو المفتاح لحل الألغاز العلمية المتعلقة بأصل وتطور الكون، ودورة المادة والطاقة. استنادًا إلى مبادئ البصريات الحاسوبية وخوارزميات الذكاء الاصطناعي، طوّر العلماء في بلادنا نموذج الذكاء الاصطناعي الفلكي “星衍”، الذي يمكنه فك رموز إشارات الأجرام السماوية الضعيفة، والكشف عن مجرات تقع على بعد أكثر من 13 مليار سنة ضوئية، والحصول على أعمق صور للفضاء العميق تم اكتشافها حتى الآن على الصعيد الدولي. نُشر هذا الإنجاز في 20 فبراير في وقت مبكر على الإنترنت في مجلة “Science”.

الأجرام السماوية الضعيفة تحتوي على معلومات حاسمة لفهم أصل وتطور الكون. ومع ذلك، فإن تداخل ضوضاء الخلفية الضوئية والاشعاع الحراري للمرصد يعيق إشارة الأجرام الضعيفة، مما يشكل تحديًا كبيرًا لاستكشاف الكون.

الصورة عبارة عن مخطط مفهومي لنموذج الذكاء الاصطناعي الفلكي “星衍”. (مقدم الصورة من المقابَل)

قاد فريق من جامعة Tsinghua، بقيادة الأستاذ داي تشونغهاي من قسم الأتمتة، والأستاذ المساعد Cai Zheng من قسم الفلك، والأستاذ المساعد وو جيا مين من قسم الأتمتة، تطوير نموذج “星衍”، الذي يمكنه فك رموز البيانات الضخمة من التلسكوبات الفضائية، ويتوافق مع أجهزة الكشف المتنوعة، ويأمل أن يصبح منصة عامة لتعزيز بيانات الفضاء العميق.

“النجوم” هو تصنيف لمستوى سطوع الأجرام السماوية، وكلما زاد الرقم، كان الجسم أظلم. أظهرت الدراسات أن تطبيق “星衍” على تلسكوب جيمس ويب الفضائي، يمكن أن يمتد نطاق الموجات من الضوء المرئي (حوالي 500 نانومتر) إلى الأشعة تحت الحمراء المتوسطة (5 ميكرومتر)، ويزيد من عمق استكشاف الفضاء العميق بمقدار درجة نجمية واحدة، مع تحسين دقة الكشف بمقدار 1.6 درجة نجمية — وهو ما يعادل رفع قطر التلسكوب من حوالي 6 أمتار إلى ما يقرب من 10 أمتار.

“لقد أنتجنا نتائج تصوير للفضاء العميق بأعلى عمق استكشاف حاليًا على المستوى الدولي، وحققنا رقماً قياسياً في حدود استكشاف الفضاء العميق ورسمنا صورًا عميقة جدًا.” قال Cai Zheng، إن الفريق باستخدام “星衍” اكتشف أكثر من 160 مرشحًا لمجرات في المراحل المبكرة من الكون، والتي ظهرت بعد الانفجار العظيم بين 200 مليون و500 مليون سنة، بينما كانت هناك فقط حوالي 50 مجرة من نفس الفترة معروفة على الصعيد الدولي سابقًا.

الصورة تظهر مقارنة بين نتائج الأبحاث السابقة (علامة نجمية زرقاء بنفسجية) ونتائج “星衍” (علامة نجمية برتقالية) في اكتشاف المجرات المرشحة. (مقدم الصورة من المقابَل)

أوضح وو جيا مين أن تقنية “إزالة الضوضاء الزمانية والمكانية ذاتية الإشراف” في “星衍” تركز على استخراج وإعادة بناء الإشارات الضعيفة، من خلال نمذجة مشتركة لتقلبات الضوضاء ودرجة سطوع الأجرام، وتدريب النموذج مباشرة باستخدام كميات هائلة من البيانات الملاحظة، مما يزيد من عمق الكشف ويضمن دقته.

قيم مراجعو مجلة “Science” أن الدراسة توفر “أداة قوية” لاستكشاف الكون، وأنها ستؤثر بشكل كبير على مجال الفلك.

قال داي تشونغهاي إنه بفضل “星衍”، يمكن إعادة إنتاج الأجرام السماوية الضعيفة التي تتعرض لضوضاء في الملاحظات الفلكية بدقة عالية. ومن المتوقع أن يُستخدم هذا التقنية في جيل جديد من التلسكوبات، للمساعدة في فك رموز الطاقة المظلمة، المادة المظلمة، أصل الكون، والكواكب خارج النظام الشمسي وغيرها من القضايا العلمية الكبرى.

(المصدر: وكالة أنباء شينخوا)