Reforce os limites da exploração do espaço profundo! Cientistas do nosso país usam um modelo de IA astronômica para criar o "Mapa do Espaço Profundo Extremo"

Explorar corpos celestes e estruturas distantes, fracos e escuros, é fundamental para desvendar os mistérios científicos da origem e evolução do universo, bem como os ciclos de matéria e energia. Cientistas chineses, com base em princípios de óptica computacional e algoritmos de inteligência artificial, desenvolveram o modelo astronômico de IA “Xingyan”, capaz de desbloquear sinais de corpos celestes fracos e escuros, detectar galáxias a mais de 13 bilhões de anos-luz e obter as imagens de espaço profundo mais profundas já conhecidas internacionalmente. Este resultado foi publicado online na revista Science na madrugada de 20 de fevereiro.

Corpos celestes fracos e escuros contêm informações essenciais para compreender a origem e evolução do universo. No entanto, o ruído de fundo da luz do espaço e o ruído de radiação térmica dos telescópios podem interferir nos sinais desses corpos, representando um grande desafio na exploração do cosmos.

A imagem mostra um conceito do modelo de IA astronômica Xingyan. (Fornecido pelo entrevistado)

Professores Dai Qionghai, do Departamento de Automação da Universidade Tsinghua, Cai Zheng, vice-professor do Departamento de Astronomia, e Wu Jiamin, vice-professor do Departamento de Automação, lideraram a equipe que desenvolveu o modelo Xingyan, capaz de decodificar os vastos dados de telescópios espaciais e compatível com diversos dispositivos de detecção, com potencial para se tornar uma plataforma universal de aprimoramento de dados de espaço profundo.

“Magnitudes” são classificações de brilho de corpos celestes; quanto maior o valor, mais escuro o objeto. Estudos mostram que, ao aplicar Xingyan ao Telescópio Espacial James Webb, a faixa de observação pode se estender do visível (cerca de 500 nanômetros) ao infravermelho médio (5 micrômetros), aumentando a profundidade de detecção em uma magnitude e a precisão de detecção em 1,6 magnitudes — equivalente a aumentar o diâmetro efetivo do telescópio de cerca de 6 metros para quase 10 metros.

“Geramos as imagens de espaço profundo com a maior profundidade de detecção já alcançada internacionalmente, ultrapassando limites e criando imagens extremamente profundas”, disse Cai Zheng. A equipe, usando Xingyan, descobriu mais de 160 galáxias candidatas do início do universo, que existiram entre 200 milhões e 500 milhões de anos após o Big Bang, enquanto anteriormente apenas cerca de 50 galáxias desse período tinham sido identificadas internacionalmente.

A imagem compara os resultados de pesquisas anteriores (marcadas com estrelas azuis e roxas) com as descobertas de Xingyan (marcadas com estrelas laranja). (Fornecido pelo entrevistado)

Wu Jiamin explicou que a tecnologia de “denoising espaço-temporal auto-supervisionado” de Xingyan foca na extração e reconstrução de sinais fracos e escuros, por meio de modelagem conjunta do ruído e da luminosidade das estrelas, treinada diretamente com vastos dados de observação, aumentando a profundidade de detecção ao mesmo tempo em que garante a precisão.

Os revisores da revista Science avaliaram que o estudo fornece uma “ferramenta poderosa” para a detecção do universo, e que “terá um impacto importante na área de astronomia”.

Dai Qionghai afirmou que, com o suporte de Xingyan, corpos celestes fracos e escuros afetados por ruído na observação astronômica podem ser reproduzidos com alta fidelidade. Essa tecnologia tem potencial para ser aplicada em novas gerações de telescópios, auxiliando na decodificação de energia escura, matéria escura, origem do universo, exoplanetas e outras questões científicas importantes.

(Origem da notícia: Xinhua)