Một nhóm nghiên cứu đa ngành của Đại học Thanh Hoa đã phát triển mô hình có tên ASTERIS (Astronomical Spatiotemporal Enhancement and Reconstruction for Image Synthesis), dựa trên các nguyên lý quang học tính toán và thuật toán AI.

Theo những phát hiện được công bố trên tạp chí Science hôm 20/2, mô hình này có thể giải mã các tín hiệu từ các thiên thể mờ yếu, phát hiện các thiên hà cách xa hơn 13 tỷ năm ánh sáng và thu được những hình ảnh không gian sâu nhất được biết đến cho đến nay.

Các thiên thể xa xôi, mờ nhạt chứa đựng những thông tin then chốt để hiểu về nguồn gốc và sự tiến hóa của vũ trụ. Tuy nhiên, các nhà thiên văn học đang phải đối mặt với một thách thức lớn, khi các tín hiệu yếu mờ từ các thiên thể ở xa thường bị che khuất bởi nhiễu nền từ bầu trời và nhiễu bức xạ nhiệt từ kính viễn vọng.

Nghiên cứu cho thấy, việc ứng dụng công nghệ “khử nhiễu không gian-thời gian tự giám sát” của ASTERIS vào Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) có thể mở rộng dải phủ sóng từ ánh sáng nhìn thấy ở khoảng 500 nanomet đến vùng hồng ngoại giữa ở 5 micromet, làm tăng độ sâu phát hiện trong không gian sâu thêm 1 độ sáng và độ chính xác phát hiện thêm 1,6 độ sáng — tương đương với việc tăng khẩu độ của kính viễn vọng không gian từ khoảng 6 mét lên gần 10 mét, cho phép kính viễn vọng phát hiện các vật thể mờ hơn 2,5 lần so với trước đây.

Theo phó giáo sư Thái Tranh của Khoa Thiên văn học, Đại học Thanh Hoa, một thành viên dẫn đầu nhóm nghiên cứu, với việc sử dụng mô hình này, nhóm đã xác định được hơn 160 thiên hà tiềm năng có từ thời kỳ sơ khai của vũ trụ, tức khoảng 200 triệu đến 500 triệu năm sau Vụ nổ lớn, trong khi trước đây chỉ có khoảng 50 thiên hà từ cùng thời kỳ được phát hiện trên toàn thế giới.

Các nhà nghiên cứu cho biết, mô hình AI này có thể giải mã khối lượng lớn dữ liệu từ kính viễn vọng không gian và tương thích với nhiều nền tảng quan sát, có tiềm năng trở thành một nền tảng tăng cường dữ liệu không gian sâu phổ quát.

Giáo sư Đới Quỳnh Hải, Khoa Tự động hóa của Đại học Thanh Hoa, một trong những người dẫn đầu nhóm nghiên cứu, cho biết các thiên thể mờ yếu bị nhiễu ánh sáng che khuất trong quan sát thiên văn có thể được tái tạo với độ chính xác cao nhờ mô hình này. Trong tương lai, công nghệ này được kỳ vọng sẽ triển khai trên các kính viễn vọng thế hệ tiếp theo để giúp giải mã các câu hỏi khoa học lớn liên quan đến năng lượng tối, vật chất tối, nguồn gốc vũ trụ và các hành tinh ngoài hệ Mặt Trời.