Mở rộng giới hạn khám phá không gian sâu! Các nhà khoa học của chúng tôi sử dụng mô hình AI thiên văn để vẽ bản đồ "Không gian sâu tối ưu"

Khám phá các thiên thể và cấu trúc yếu ớt ở xa là chìa khóa để giải mã các bí ẩn khoa học về nguồn gốc và quá trình tiến hóa của vũ trụ, chu trình vật chất và năng lượng. Các nhà khoa học Trung Quốc dựa trên nguyên lý quang học tính toán và thuật toán trí tuệ nhân tạo đã phát triển mô hình AI thiên văn “星衍”, có khả năng giải mã tín hiệu các thiên thể yếu ớt, phát hiện các hệ ngân hà cách hơn 13 tỷ năm ánh sáng, đồng thời thu được hình ảnh vũ trụ sâu nhất hiện nay đã được biết đến. Thành tựu này đã được đăng trực tuyến vào sáng ngày 20 tháng 2 trên tạp chí 《科学》.

Các thiên thể yếu ớt chứa đựng những thông tin then chốt để hiểu nguồn gốc và quá trình tiến hóa của vũ trụ. Tuy nhiên, nhiễu nền ánh sáng thiên văn cộng với nhiễu bức xạ nhiệt của kính thiên văn sẽ gây nhiễu tín hiệu các thiên thể yếu ớt, điều này trở thành một thử thách lớn trong việc khám phá vũ trụ.

Hình ảnh là sơ đồ khái niệm về mô hình AI thiên văn “星衍”. (Nguồn cung cấp từ phỏng vấn)

Các giáo sư Đài Quang Hải thuộc Khoa Tự động hóa của Đại học Thanh Hoa, Phó giáo sư Tào Trừng của Khoa Thiên văn học, Phó giáo sư Ngô Gia Minh của Khoa Tự động hóa cùng nhóm nghiên cứu đã tự phát triển mô hình “星衍”, có khả năng giải mã dữ liệu khổng lồ từ kính viễn vọng không gian, đồng thời tương thích với nhiều thiết bị phát hiện đa dạng, hứa hẹn trở thành nền tảng tăng cường dữ liệu vũ trụ sâu chung.

“星等” là cấp độ phân loại độ sáng của thiên thể, giá trị càng lớn, thiên thể càng tối. Nghiên cứu cho thấy, khi áp dụng “星衍” cho kính viễn vọng không gian James Webb, phạm vi quang phổ có thể mở rộng từ ánh sáng khả kiến (khoảng 500 nanomet) đến hồng ngoại trung bình (5 micromet), đồng thời nâng độ sâu khám phá vũ trụ sâu thêm 1 cấp độ “星等”, độ chính xác phát hiện tăng 1.6 cấp độ “星等” — tương đương với việc nâng khẩu độ tương đương của kính viễn vọng từ khoảng 6 mét lên gần 10 mét.

“Chúng tôi đã tạo ra kết quả hình ảnh vũ trụ sâu có độ sâu phát hiện tốt nhất hiện nay, phá vỡ giới hạn khám phá vũ trụ sâu và vẽ ra các hình ảnh cực sâu.” Phó giáo sư Tào Trừng nói, nhóm đã sử dụng “星衍” để phát hiện hơn 160 hệ ngân hà tiền kỳ của vũ trụ, các hệ này tồn tại trong khoảng 2 đến 5 tỷ năm sau vụ nổ lớn, trong khi trước đó chỉ mới phát hiện hơn 50 hệ ngân hà cùng thời kỳ trên toàn cầu.

Hình ảnh so sánh kết quả phát hiện các hệ ngân hà tiền kỳ của các nghiên cứu trước (đánh dấu sao màu xanh tím) và của “星衍” (đánh dấu sao màu cam). (Nguồn cung cấp từ phỏng vấn)

Giáo sư Ngô Gia Minh giới thiệu, công nghệ “giảm nhiễu không giám sát không gian thời gian” của “星衍” tập trung vào việc trích xuất và tái tạo tín hiệu yếu ớt, bằng cách mô hình hóa kết hợp nhiễu và độ sáng của các thiên thể, đồng thời sử dụng dữ liệu quan sát khổng lồ để huấn luyện, giúp tăng độ sâu khám phá mà vẫn đảm bảo độ chính xác.

Các biên tập viên của 《科学》 đánh giá, nghiên cứu này cung cấp “công cụ mạnh mẽ” để khám phá vũ trụ, “sẽ có ảnh hưởng quan trọng đến lĩnh vực thiên văn học”.

Giáo sư Đài Quang Hải cho biết, dựa trên “星衍”, các thiên thể yếu ớt bị nhiễu trong quan sát thiên văn có thể được tái tạo với độ trung thực cao. Công nghệ này trong tương lai còn có thể ứng dụng cho nhiều kính thiên văn thế hệ mới, góp phần giải mã các vấn đề khoa học lớn như năng lượng tối, vật chất tối, nguồn gốc vũ trụ, hành tinh ngoài hệ mặt trời và các lĩnh vực khác.

(Nguồn bài viết: Tân Hoa Xã)