Menyegarkan batas eksplorasi ruang angkasa dalam! Ilmuwan kami menggunakan model AI astronomi untuk menggambar "Peta Kedalaman Ruang Angkasa"

Menjelajahi benda langit dan struktur yang jauh dan lemah adalah kunci untuk memecahkan teka-teki ilmiah tentang asal-usul dan evolusi alam semesta, serta siklus materi dan energi. Para ilmuwan di Tiongkok mengembangkan model AI astronomi “Xingyan” berdasarkan prinsip optik komputasi dan algoritma kecerdasan buatan, yang dapat membuka sinyal benda langit yang lemah dan gelap, mendeteksi galaksi yang berjarak lebih dari 13 miliar tahun cahaya, serta memperoleh citra kedalaman ruang angkasa terdalam yang diketahui secara internasional saat ini. Prestasi ini dipublikasikan secara daring pada dini hari 20 Februari di jurnal 《Science》.

Benda langit yang lemah dan gelap menyimpan informasi kunci untuk memahami asal-usul dan evolusi alam semesta. Namun, gangguan dari latar belakang cahaya langit dan radiasi panas dari teleskop dapat mengganggu sinyal benda langit yang lemah, yang menjadi tantangan besar dalam penjelajahan alam semesta.

Gambar menunjukkan konsep model AI astronomi Xingyan. (Disediakan oleh narasumber)

Tim yang dipimpin oleh Profesor Dai Qonghai dari Departemen Otomasi Universitas Tsinghua, Associate Professor Cai Zheng dari Departemen Astronomi, dan Associate Professor Wu Jiamin dari Departemen Otomasi, telah mengembangkan model Xingyan yang mampu menguraikan data besar dari teleskop luar angkasa dan kompatibel dengan berbagai perangkat deteksi, berpotensi menjadi platform peningkatan data ruang angkasa universal.

“Magnitudo” adalah tingkat kecerahan benda langit, semakin besar nilainya, semakin redup benda tersebut. Penelitian menunjukkan bahwa dengan menerapkan Xingyan pada Teleskop Luar Angkasa James Webb, rentang spektrumnya dapat diperluas dari cahaya tampak (sekitar 500 nanometer) hingga inframerah menengah (5 mikrometer), dan kedalaman penjelajahan ruang angkasa dapat ditingkatkan satu magnitudo, serta akurasi deteksi meningkat 1,6 magnitudo—yang setara dengan meningkatkan diameter efektif teleskop dari sekitar 6 meter menjadi hampir 10 meter.

“Kami menghasilkan citra kedalaman ruang angkasa terdalam yang saat ini paling optimal secara internasional, memperbarui batas penjelajahan ruang angkasa dan menggambar citra yang sangat dalam,” kata Cai Zheng. Tim menggunakan Xingyan untuk menemukan lebih dari 160 kandidat galaksi awal alam semesta, yang ada 2 hingga 500 juta tahun setelah Big Bang, sementara sebelumnya secara internasional hanya ditemukan lebih dari 50 galaksi dari periode yang sama.

Gambar menunjukkan perbandingan hasil penelitian sebelumnya (tanda bintang biru ungu) dan kandidat galaksi yang ditemukan oleh Xingyan (tanda bintang oranye). (Disediakan oleh narasumber)

Associate Professor Wu Jiamin menjelaskan bahwa teknologi “denoising spatio-temporal supervisi sendiri” dari Xingyan berfokus pada ekstraksi dan rekonstruksi sinyal lemah dengan memodelkan bersama fluktuasi noise dan kecerahan benda langit, serta dilatih langsung menggunakan data observasi dalam jumlah besar. Pendekatan ini meningkatkan kedalaman deteksi sekaligus memastikan akurasi.

Reviewer dari 《Science》 menilai bahwa penelitian ini menyediakan “alat yang kuat” untuk penjelajahan alam semesta, dan “akan memberikan dampak penting di bidang astronomi.”

Dai Qonghai menyatakan bahwa berkat Xingyan, benda langit yang lemah dan terganggu oleh noise dalam pengamatan astronomi dapat direproduksi dengan fidelitas tinggi. Teknologi ini di masa depan diharapkan dapat diterapkan pada lebih banyak teleskop generasi baru, untuk membantu memecahkan masalah ilmiah besar seperti energi gelap, materi gelap, asal-usul alam semesta, dan planet di luar tata surya.

(Sumber: Xinhua)