通过把AI和计算光学原理结合起来,中国科学家搞出了一个名叫“星衍”的天文模型,它能帮我们看清那些距离地球特别远、看起来非常暗弱的天体。虽然这些信号很弱,但却是解开宇宙起源秘密的关键线索。可是天光和望远镜自身产生的热噪声老是捣乱,所以怎么给这些天体去噪成了个大难题。清华大学的戴琼海教授、蔡峥副教授还有吴嘉敏副教授领着大伙自己动手研发了这套系统,它能直接分析望远镜传回的海量数据,而且不光能处理詹姆斯·韦布这一种望远镜的观测结果,未来可能还能跟其他设备兼容。《科学》杂志2月20日发表的文章里说,这套模型的效果特别好。“星等”是衡量天体亮度的单位,数值越大代表东西越暗。研究结果显示,把星衍用到詹姆斯·韦布空间望远镜上后,它的探测波段从500纳米的可见光一直扩展到了5微米的中红外光区。探测深度提高了1个星等,准确度也提高了1.6个星等,这就相当于把原本只有6米的望远镜等效口径给扩展到了近10米的样子。 蔡峥提到,他们用这种方法拿到了目前国际上最深的深空照片。在这张图里发现了超过160个宇宙早期星系的候选者,这些天体生活在大爆炸后的2到5亿年之间。要知道之前国际上也才发现了不到50个这样的目标。吴嘉敏解释说星衍的厉害之处在于它的“自监督时空降噪”技术,它不依赖人工标记的数据,而是直接用海量的真实观测值来训练模型。通过对噪声涨落和星体本身的光度进行联合建模,它既能让画面变得更深邃,又能保证图像的质量不会下降。 新华社的消息指出,这项工作对天文领域的影响非常大。审稿人评价说这给大家提供了一个“强大工具”。戴琼海教授也表示星衍让那些原本被噪声掩盖的天体又重现在了我们眼前。未来只要有新一代望远镜上线,这套技术肯定能帮大忙,帮助我们去解读暗能量、暗物质、系外行星这些重大科学谜题。