Nội dung bài viết
Các đài thiên văn vô tuyến toàn cầu đang ứng dụng thuật toán phân tích chuỗi thời gian để giải mã tín hiệu xung điện từ bí ẩn tái xuất lặp lại đều đặn mỗi 88 ngày.
Hiện tượng phát xung vô tuyến cực chậm thách thức các lý thuyết
Các nhà vật lý thiên văn quốc tế vừa ghi nhận một nguồn phát sóng vô tuyến bí ẩn mang mã hiệu ASKAP J1935+2148 nằm cách Trái Đất hàng nghìn năm ánh sáng. Điểm khiến giới khoa học sửng sốt là chu kỳ phát sóng của thực thể này diễn ra cực kỳ chậm chạp, đều đặn lặp lại đúng mỗi 88 ngày với thời lượng phát xung kéo dài nhiều phút. Đây là chu kỳ xung vô tuyến dài nhất từng được phát hiện trong lịch sử thiên văn học hiện đại.
Theo các mô hình vật lý sao truyền thống, các sao neutron quay nhanh hoặc sao từ chỉ phát xung với chu kỳ tính bằng mili giây hoặc vài giây trước khi cạn kiệt năng lượng từ trường. Một vật thể có thể duy trì xung phát xạ cực mạnh với chu kỳ dài tới gần ba tháng hoàn toàn nằm ngoài các dự đoán lý thuyết hiện hành, buộc các nhà khoa học phải đặt câu hỏi về sự tồn tại của một dạng vật chất hoàn toàn mới trong vũ trụ.
Ứng dụng thuật toán học máy xử lý lượng dữ liệu thô khổng lồ
Để theo dõi và tách lọc tín hiệu này khỏi hàng triệu nguồn nhiễu sóng điện từ từ vệ tinh nhân tạo và bức xạ nền vũ trụ, các kỹ sư khoa học máy tính đã phát triển hệ thống lọc tín hiệu số thích ứng. Lượng dữ liệu thô thu thập từ mạng lưới kính thiên văn giao thoa vô tuyến mỗi đêm lên tới hàng trăm terabyte, vượt quá khả năng phân tích thủ công của bất kỳ đội ngũ nghiên cứu nào.
Các thuật toán phân tích chuỗi thời gian kết hợp mô hình học sâu biến đổi Fourier nhanh được triển khai trên các cụm siêu máy tính đồ họa để dò tìm các mẫu sóng có tính tuần hoàn cực thấp. Hệ thống tự động tính toán độ phân cực ánh sáng, góc quay Faraday và mức độ tán sắc của chùm sóng vô tuyến khi đi qua môi trường khí liên sao, giúp khoanh vùng chính xác tọa độ nguồn phát trên bản đồ thiên thể.
Triển vọng mở rộng hiểu biết nhân loại về các định luật vật lý
Các giả thuyết khoa học hiện tại đang nghiêng về khả năng đây là một hệ sao đôi kỳ dị gồm một sao lùn trắng siêu đậm đặc tương tác từ trường với một sao neutron đồng hành, hoặc một sao từ biến đổi đang trong giai đoạn chuyển tiếp năng lượng cuối cùng.
Thành công trong việc phát hiện và theo dõi tín hiệu 88 ngày chứng minh vai trò không thể tách rời của công nghệ khoa học máy tính và xử lý dữ liệu lớn trong các khám phá vũ trụ hiện đại.
