Ricercatori cinesi dell'Università Tsinghua hanno sviluppato un nuovo modello di intelligenza artificiale che migliora sostanzialmente le capacità degli astronomi nello studio del cosmo profondo.
Il modello è stato denominato ASTERIS — Astronomical Spatiotemporal Enhancement and Reconstruction for Image Synthesis. Esso combina metodi di ottica computazionale e IA per captare segnali estremamente deboli provenienti da oggetti lontani.
I risultati del lavoro sono stati pubblicati sulla rivista Science. Applicando ASTERIS ai dati del telescopio James Webb, gli scienziati sono riusciti a estendere il range di osservazione dalla luce visibile a circa 500 nanometri fino al medio infrarosso a 5 micrometri.
La profondità di rilevamento è aumentata di una magnitudine stellare: il telescopio ora registra oggetti 2,5 volte più deboli di prima. Ciò ha permesso di individuare più di 160 candidati galassie con alto redshift dell'epoca dell'«Alba Cosmica» — il periodo tra 200 e 500 milioni di anni dopo il Big Bang.
Tale quantità supera di tre volte i risultati dei metodi precedenti. Secondo il professore associato del Dipartimento di Astronomia Cai Zheng, il modello aiuta a superare il rumore del cielo e l'emissione termica dei telescopi, che in precedenza mascheravano i segnali deboli.
ASTERIS utilizza un metodo di riduzione del rumore spazio-temporale auto-supervisionato e costruisce immagini tridimensionali, tenendo conto dei cambiamenti nel tempo e nello spazio. Un ulteriore meccanismo di selezione fotometrica adattiva separa i segnali reali dal rumore di fondo.
Il professor Dai Qionghai del Dipartimento di Automazione di Tsinghua ha osservato che ora gli oggetti nascosti possono essere ricostruiti in modo chiaro e preciso. La tecnologia funziona con diversi sistemi di osservazione e può diventare una piattaforma universale per l'elaborazione di grandi volumi di dati.
In prospettiva, il modello sarà applicato ai telescopi di prossima generazione. Come influenzerà la ricerca di risposte sull'energia oscura, la materia oscura e l'origine dell'Universo?
Gli scienziati sottolineano che ASTERIS dimostra già il suo potenziale nel rilevamento di esopianeti e in altri compiti chiave dell'astronomia moderna.
