Chinese onderzoekers van de Universiteit van Tsinghua hebben een nieuw model voor kunstmatige intelligentie ontwikkeld dat de mogelijkheden van astronomen om de diepe ruimte te bestuderen aanzienlijk verbetert.
Het model kreeg de naam ASTERIS — Astronomical Spatiotemporal Enhancement and Reconstruction for Image Synthesis. Het combineert methoden uit de computationele optica en AI om uiterst zwakke signalen van verre objecten op te vangen.
De resultaten van het werk zijn gepubliceerd in het tijdschrift Science. Door ASTERIS toe te passen op gegevens van de James Webb-telescoop konden de wetenschappers het waarnemingsbereik uitbreiden van zichtbaar licht van ongeveer 500 nanometer tot middelinfraroodstraling van 5 micrometer.
De detectiediepte nam met één sterrenkundige magnitude toe: de telescoop registreert nu objecten die 2,5 keer zwakker zijn dan voorheen. Dit maakte het mogelijk meer dan 160 kandidaat-sterrenstelsels met een hoge roodverschuiving uit het tijdperk van de ‘Kosmische dageraad’ te identificeren — een periode van 200–500 miljoen jaar na de oerknal.
Dat aantal is drie keer hoger dan de resultaten van eerdere methoden. Volgens universitair docent aan de leerstoel astronomie Cai Zheng helpt het model de hemelruis en de warmtestraling van telescopen te overwinnen, die voorheen zwakke signalen maskeerden.
ASTERIS gebruikt een zelfsturende ruimtelijk-temporele methode voor ruisonderdrukking en bouwt driedimensionale beelden op, rekening houdend met veranderingen in tijd en ruimte. Een extra mechanisme voor adaptieve fotometrische selectie scheidt echte signalen van achtergrondruis.
Professor Dai Qionghai van de leerstoel automatisering in Tsinghua merkte op dat verborgen objecten nu helder en nauwkeurig kunnen worden gereconstrueerd. De technologie werkt met verschillende waarnemingssystemen en kan uitgroeien tot een universeel platform voor de verwerking van grote hoeveelheden gegevens.
In de toekomst wil men het model toepassen in telescopen van de volgende generatie. Hoe zal dit de zoektocht naar antwoorden over donkere energie, donkere materie en het ontstaan van het heelal beïnvloeden?
De wetenschappers benadrukken dat ASTERIS al potentieel laat zien bij het opsporen van exoplaneten en andere kernvraagstukken van de moderne astronomie.
