Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST), запущенный в декабре 2021 года и расположенный в точке Лагранжа в 1,5 миллионах километров от Земли, стал крупнейшим шагом в астрономии последних десятилетий. Однако, несмотря на высокую точность зеркал и систем, из-за особенностей инфракрасных детекторов и нюансов оптических систем телескопа, камера JWST имеет технологическое ограничение, связанное с так называемым эффектом «перетекания» ярких пикселей на соседние тёмные, что приводит к размытию изображений.
Для устранения этого эффекта в 2022 году австралийские учёные под руководством астронома Питера Тутилла разработали устройство с названием Aperture Masking Interferometer (AMI), являющееся миниатюрной металлической маской с особым рисунком отверстий. AMI позволяет эмулировать работу нескольких небольших телескопов и, анализируя интерференционные узоры света от звёзд, выявлять мельчайшие оптические искажения.
Источник: Max Charles
С 2023 по 2025 год группой аспирантов университета Сиднея был разработан новый метод обработки данных: построена компьютерная модель физических и электронных искажений для телескопа и обучена нейросеть, которая автоматически исправляет размытия на основе анализа порядка нескольких десятков изображений звёзд, включая известные объекты типа HD 206893 и WR 137.
HD 206893 — это молодая звезда в созвездии Козерога, находящаяся примерно в 133 световых годах от Земли. Её возраст оценивается примерно в 150–250 миллионов лет. У звезды есть обширный протопланетный диск с широким радиусом от 34 до 158 астрономических единиц. В этом диске обнаружен красный бурый карлик HD 206893 B массой порядка 22–28 масс Юпитера, а также экзопланета HD 206893 c с массой около 12,7 масс Юпитера на расстоянии около 3,5 а.е. Эти объекты интересны для изучения формирования планетных систем и взаимодействия с диском вокруг звезды. WR 137 — двойная звёздная система, принадлежащая к классу звёзд Вольфа-Райе, известная своим массивным выбросом, образующим пылевые кольца. Эти объекты важны для исследования процессов массовых выбросов в эволюции массивных звёзд и их влияния на межзвёздную среду.
Используя этот подход, учёные смогли эффективно отделять помехи от настоящего сигнала, а затем применять исправления к изображениям. Благодаря этому появились чёткие снимки далёкой экзопланеты и красного бурого карлика у звезды HD 206893, впервые досягаемые для анализа на JWST.
Кроме планет, удалось расширить возможности наблюдения таких сложных объектов, как спутник Ио у Юпитера — теперь можно видеть вулканическую активность за счёт улучшенного разрешения, а снимки джета чёрной дыры в галактике NGC 1068 сопоставимы по качеству с наземными массивами телескопов.
Этот программно-аппаратный комплекс теперь станет основой для следующей космической миссии — телескопа имени Ненси Грейс Роман, который обещает сделать качественный скачок в изучении экзопланет и поисках жизни во Вселенной.
