Các "học bá" Thanh Hoa vừa làm được việc chưa từng có

Các nhà khoa học Trung Quốc đã phát triển thành công mô hình AI thiên văn mang tên "Tinh Diễn" (ASTERIS), giúp đột phá giới hạn thăm dò không gian sâu, xác lập kỷ lục mới về hình ảnh không gian sâu nhất mà nhân loại từng biết tới.

Mô hình này đã phát hiện hơn 160 thiên hà ứng viên thời kỳ đầu, tồn tại chỉ từ 200 đến 500 triệu năm sau vụ nổ Big Bang. Thành tựu quan trọng này được công bố dưới dạng bài nghiên cứu dài trên tạp chí khoa học hàng đầu thế giới Science vào rạng sáng ngày 20/02/2026. Đây là công trình phối hợp giữa đội ngũ của Viện sĩ Đới Quỳnh Hải thuộc Khoa Tự động hóa và đội ngũ của Phó Giáo sư Thái Tranh thuộc Khoa Thiên văn, Đại học Thanh Hoa - ngôi trường số 1 Trung Quốc.

Các thiên thể mờ nhạt là manh mối then chốt để giải mã những bí ẩn lớn như nguồn gốc và sự tiến hóa của vũ trụ, vật chất tối và năng lượng tối. Tuy nhiên, các tín hiệu cực yếu này thường bị nhiễu bởi ánh sáng nền bầu trời, bức xạ nhiệt của kính thiên văn và các loại nhiễu không gian - thời gian phức tạp khác. Các phương pháp truyền thống dựa vào việc nâng cấp phần cứng hiện đã rơi vào thế bế tắc về hiệu quả biên.

Nhóm nghiên cứu đã sáng tạo trong việc kết hợp các nguyên lý quang học tính toán, dữ liệu quan sát khổng lồ và trí tuệ nhân tạo để xây dựng mô hình tính toán hình ảnh tự giám sát không gian - thời gian "Tinh Diễn". Công nghệ cốt lõi của mô hình bao gồm cơ chế sàng lọc thích ứng độ sáng, mô hình hóa liên kết nhiễu và độ sáng thiên thể, cùng chiến lược tối ưu hóa "trung vị phân thời, trung bình toàn thời". Những kỹ thuật này giúp loại bỏ hiệu quả các nhiễu tức thời, nâng cao tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu của các tín hiệu mờ nhạt, đồng thời đảm bảo nghiêm ngặt độ trung thực và tính khoa học của dữ liệu.

Kết quả thực nghiệm ứng dụng trên Kính thiên văn không gian James Webb (JWST) cho thấy "Tinh Diễn" đã nâng độ sâu thăm dò thêm 1 cấp sao (tương đương với việc nâng cao hiệu suất thu thập photon lên gần một bậc quy mô), và độ chính xác thăm dò tăng thêm 1,6 cấp sao.

Điều này tương đương với việc phóng đại khẩu độ kính thiên văn từ 6,4 mét lên mức gần 10 mét. Mô hình có khả năng bao phủ dải sóng từ ánh sáng khả kiến (khoảng 500 nm) đến trung hồng ngoại (5 micron), có khả năng thích ứng cao, không cần dán nhãn thủ công và tương thích với nhiều loại kính thiên văn không gian và mặt đất. Hiện nó đã được ứng dụng thành công cho kính Webb và kính Subaru.

Dựa trên "Tinh Diễn", nhóm nghiên cứu đã vẽ nên hình ảnh thiên hà không gian sâu cực hạn với độ sâu thăm dò tốt nhất thế giới hiện nay. Họ đã phát hiện các thiên thể mờ nhạt cách xa hơn 13 tỷ năm ánh sáng và tìm thấy hơn 160 thiên hà ứng viên có độ dịch đỏ cao – con số này gấp hơn 3 lần tổng số mà cộng đồng quốc tế từng phát hiện trước đó, cung cấp nguồn dữ liệu phong phú chưa từng có cho việc nghiên cứu sự hình thành thiên hà trong "thời đại bình minh" của vũ trụ.

Phó Giáo sư Thái Tranh cho biết: "Chúng tôi đã tạo ra kết quả hình ảnh không gian sâu nhất thế giới hiện nay, thực sự làm mới giới hạn thăm dò". Phó Giáo sư Ngô Gia Mẫn bổ sung rằng công nghệ "khử nhiễu không gian - thời gian tự giám sát" tập trung vào việc tái tạo và trích xuất các tín hiệu mờ nhạt, vừa giúp tăng đáng kể độ sâu thăm dò vừa đảm bảo tính chính xác.

Các chuyên gia bình duyệt của tạp chí Science đánh giá cao công trình này: "Công việc này cung cấp một công cụ mạnh mẽ cho việc thăm dò vũ trụ và sẽ có tác động quan trọng đến ngành thiên văn học". Viện sĩ Đới Quỳnh Hải kỳ vọng trong tương lai, "Tinh Diễn" sẽ được áp dụng rộng rãi hơn cho nhiều thế hệ kính thiên văn mới, tiếp thêm động lực mạnh mẽ để giải mã các vấn đề tiền tiêu như năng lượng tối, vật chất tối, nguồn gốc vũ trụ và các hành tinh ngoài hệ Mặt trời.

Nguồn: HK01