Оновіть межі глибокого космічного дослідження! Наші вчені створили "Досконалу карту глибокого космосу" за допомогою астрономічної AI-моделі

Дослідження далеких темних слабких тіл і структур є ключем до розгадки наукових загадок походження та еволюції Всесвіту, циклу матерії та енергії. Вчені нашої країни, на основі принципів обчислювальної оптики та алгоритмів штучного інтелекту, розробили астрономічну модель AI «Зірковий спадок», яка здатна розкривати сигнали темних слабких тіл, виявляти галактики на відстані понад 13 мільярдів світлових років та отримувати найглибші у світі знімки далекого космосу. Цей досягнення було опубліковано онлайн у журналі «Наука» 20 лютого вночі.

Темні слабкі об’єкти містять ключову інформацію для розуміння походження та еволюції Всесвіту. Однак, фоновий шум світла та теплове випромінювання телескопів накладаються і заважають сигналам темних слабких тіл, що становить значну проблему для дослідження космосу.

Зображення ілюструє концептуальну схему астрономічної моделі AI «Зірковий спадок». (Надано співрозмовником)

Команда під керівництвом професора Дай Цюнхая з факультету автоматизації Тяньцзинського університету, доцента Цай Чжена з кафедри астрономії та доцента Ву Цзяміна з факультету автоматизації розробили модель «Зірковий спадок», яка здатна декодувати масиви даних космічних телескопів та сумісна з різноманітним детекторним обладнанням, що може зробити її універсальною платформою для підсилення даних далекого космосу.

«Зіркова величина» — це класифікація яскравості об’єктів, де більші числа означають темніші об’єкти. Дослідження показали, що застосування «Зіркового спадку» до космічного телескопа Джеймса Вебба дозволяє розширити спектр від видимого світла (близько 500 нанометрів) до середньоінфрачервоного (5 мікрометрів), а глибина дослідження далекого космосу збільшується на один рівень «зіркової величини», а точність виявлення — на 1,6 рівня. Це еквівалентно збільшенню ефективного діаметра телескопа з приблизно 6 до майже 10 метрів.

«Ми отримали найглибші у світі знімки далекого космосу, що оновлюють межі досліджень і створюють надзвичайно глибокі зображення», — сказав Цай Чжень. Команда за допомогою «Зіркового спадку» виявила понад 160 кандидатів у ранні галактики Всесвіту, які існували через 2–5 мільярдів років після Великого вибуху, тоді як раніше у світі було знайдено лише понад 50 таких галактик.

Зображення порівняння результатів попередніх досліджень (сині та фіолетові зірки) та кандидатів у галактики, виявлених за допомогою «Зіркового спадку» (помаранчеві зірки). (Надано співрозмовником)

Доцент Ву Цзямін розповів, що технологія «самонавчального просторово-часового шумозаглушення» «Зіркового спадку» зосереджена на вилученні та реконструкції слабких сигналів шляхом спільного моделювання шуму та яскравості об’єктів, а також тренування на масивних обсягах спостережних даних. Це дозволяє підвищити глибину дослідження і зберегти точність.

Рецензент журналу «Наука» оцінив, що це дослідження забезпечує «потужний інструмент для дослідження Всесвіту» і матиме важливий вплив на астрономію.

Дай Цюнхай зазначив, що завдяки «Зірковому спадку» темні слабкі об’єкти, що зазнають шумових перешкод під час спостережень, можуть бути високоточно відтворені. У майбутньому ця технологія може бути застосована до нових поколінь телескопів для розкриття таємниць темної енергії, темної матерії, походження Всесвіту та екзопланет, що сприятиме вирішенню важливих наукових питань.

(Джерело: Сіньхуа)