Nowa metoda odsłoniła planetę ukrytą w danych teleskopu Webba

Nawet najpotężniejsze teleskopy mają martwe punkty. Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) potrafi zajrzeć miliardy lat w przeszłość, ale ma kłopot z fotografowaniem planet krążących wokół pobliskich gwiazd – ich blask przytłacza słabe światło planet. Zespół astrofizyków z Northwestern University opracował metodę obliczeniową, która usuwa tę łunę.

Jak mówi kierujący badaniem Rodrigo Ferrer-Chavez, planety są milion razy słabsze od swoich gwiazd. Teleskopy używają koronografów, które blokują światło gwiazdy, ale część promieniowania i tak przecieka. Przez 20 lat astronomowie odejmowali je, używając obrazu innej gwiazdy jako odniesienia.

Jednak żaden teleskop nie jest idealnie stabilny: zmiany rzędu kilku nanometrów zmieniają wzór rozproszonego światła, więc obraz referencyjny nigdy nie pasuje idealnie. Jason Wang wskazuje m.in. na pikometrowe rozszerzanie się zwierciadeł pod wpływem temperatury oraz drgania od silniczków chłodziarek.

Cyfrowy bliźniak teleskopu

Metoda FLIP tworzy „cyfrowego bliźniaka“ teleskopu – wirtualną replikę symulującą drogę światła przez zwierciadła do detektorów. Zespół dostroił miliony jej parametrów, używając narzędzi podobnych do tych, którymi trenuje się modele AI, choć – jak podkreśla Wang – samej sztucznej inteligencji nie zastosowano. Następnie zasymulowaną łunę odjęto od obrazu.

Badacze przeanalizowali dawne obserwacje JWST trzech gwiazd: HIP 65426, 51 Eridani oraz TYC 5899, wokół której nie znamy planet. FLIP zwiększył czułość od 2 do 15 razy względem metod konwencjonalnych. W dwuletnich danych wykryto 51 Eridani b – olbrzyma odkrytego wcześniej teleskopami naziemnymi. Jego sygnał jest wyjątkowo słaby, bo dwutlenek węgla w atmosferze pochłania obserwowane przez JWST światło podczerwone.

Autorzy liczą, że metoda pomoże znajdować planety w istniejących danych, a w przyszłości wesprze projekt Habitable Worlds Observatory, który ma fotografować planety podobne do Ziemi.

Wyniki opublikowano 4 listopada w czasopiśmie „Nature“.

Źródło: Northwestern University

Czytaj też: Przełom w medycynie z Antypodów! Australijskie badania zmieniają zasady diagnostyki genetycznej!

Grafika tytułowa: Greg Rakozy / Unsplash