深空探测的核心难题是信号极其微弱。宇宙观测中，天光背景噪声与望远镜热辐射噪声相互叠加，导致极低信噪比环境下的光子信息难以提取。这个行业难题长期制约着人类对宇宙早期结构的认识。 清华大学戴琼海院士团队与蔡峥副教授团队联合开发的"星衍"模型，通过建立噪声涨落与星体光度的数学模型，实现了对极弱光子信号的精准重构。该模型采用"分时中位、全时平均"的优化策略，有效剔除宇宙射线等瞬态干扰，大幅提升了暗弱信号的信噪比。测试数据表明，探测准确度相比传统方法提升1.6个星等，该提升天文观测领域意义重大。 研究团队将该模型应用于詹姆斯·韦伯空间望远镜的观测数据处理。通过对深空区域的重新分析，新发现了超过160个宇宙大爆炸后2至5亿年的高红移候选星系，数量达到此前同类研究的三倍。这些星系距离地球超过130亿光年，代表了宇宙最早期的星系形成阶段。涉及的成像构成了当前国际最深邃的深空星系图像。 "星衍"模型的优势在于通用性强。它无需人工标注训练数据，直接利用真实观测数据完成训练，大幅降低了应用成本。技术验证表明，该模型具备跨平台兼容性，可覆盖可见光至中红外波段，已成功应用于韦伯空间望远镜及昴星团地面望远镜等多个观测平台。 清华团队还建立了以探测能力和形态保真为核心的天文专用评价体系，避免了传统计算机视觉指标可能导致的信号失真。这一体系说明了团队对天文观测特殊性的理解，确保了技术评估的科学性。国际学术期刊《科学》的审稿人评价该技术为"天文领域的强大工具"，充分认可了其科学价值。 从更广阔的视角看，这一技术突破为多个前沿科学领域打开了新的可能性。在暗能量探测上，更深更清晰的宇宙图像将帮助科学家更精确地测量宇宙膨胀规律。在系外行星探测领域，提升的探测灵敏度有望发现更多围绕遥远恒星运行的行星，推进人类对宜居世界的搜寻。
此次突破标志着我国在天文核心技术领域已从跟跑转向并跑甚至领跑。当人类凝视这些穿越130亿年时空抵达地球的光子时，见证了科学工作者的智慧结晶，也预示着通过技术创新重新定义认知边界的可能性。在建设科技强国的征程上，此类基础研究的突破将持续为人类理解宇宙起源贡献中国方案。