Chaque spectre d'étoile est comme une tapisserie tissée de milliers de fines raies d'absorption. Ces raies sont laissées par les atomes dans l'atmosphère de l'étoile, et grâce à leur motif, les astronomes découvrent la température, la composition et le mouvement de l'astre. Mais tisser une telle tapisserie est difficile : les anciens programmes le faisaient de manière séquentielle, fil après fil, et il fallait près d'une heure pour une seule étoile.

Payne Zero transfère ce processus sur un accélérateur graphique (GPU), capable d'effectuer de nombreuses opérations simultanément — comme un métier à tisser avec des millions d'aiguilles. Désormais, toutes les raies du spectre sont calculées d'un coup. Le modèle d'atmosphère, qui définit la tension et la couleur des fils, est accéléré sur un processeur multicœur (CPU) par un facteur de 6 à 7, et un assistant entraîné choisit les conditions initiales, réduisant le nombre d'itérations. Au final, le spectre optique complet du Soleil est prêt en 14 secondes — 54 fois plus vite qu'avant.

Cette vitesse permet pour la première fois d'intégrer le calcul physique direct dans l'étude de millions d'étoiles. Lors d'un test sur 1600 étoiles de l'étude APOGEE, le code a mesuré en une seule passe la teneur en 12 éléments — du carbone au nickel — et a clairement séparé les étoiles en deux groupes chimiques, comme prévu. Plus besoin de se fier à des copies approximatives : le spectre de chaque étoile est retissé à partir de « fils » atomiques, calibrés sur des étoiles de référence comme le Soleil. Cette approche promet de recalibrer les données atomiques elles-mêmes et de révéler l'histoire détaillée de l'évolution chimique de notre Galaxie.