Dvojica doktoranata sa Sveučilišta u Sydneyu uspjela su izoštriti pogled najmoćnijeg svemirskog teleskopa u povijesti, bez napuštanja Zemlje. Kao trajni podsjetnik na svoj doprinos, Louis Desdoigts, danas poslijedoktorand na sveučilištu Leiden u Nizozemskoj, i njegov kolega Max Charles tetovirali su na ruke instrument koji su pomogli… obnoviti.
Njihov je rad rezultirao razvojem softverskog rješenja koje je ispravilo optičke nepravilnosti u podacima Svemirskog teleskopa James Webb (JWST), čime je vraćena oštrina jednog od njegovih ključnih znanstvenih instrumenata. Sve je postignuto bez potrebe za novom misijom ili fizičkom intervencijom u svemiru, što bi bilo gotovo nemoguće s obzirom na položaj teleskopa, udaljenog milijun i pol kilometara od Zemlje.
Australski doprinos teleskopu James Webb
Ovo postignuće nadovezuje se na jedini australski instrument ugrađen u teleskop James Webb, interferometar s maskiranjem otvora (Aperture Masking Interferometer, AMI), koji je osmislio profesor Peter Tuthill sa Sveučilišta u Sydneyu i Instituta za astronomiju u Sydneyu. Riječ je o sustavu koji omogućuje snimanje zvijezda i egzoplaneta u iznimno visokoj razlučivosti spajanjem svjetlosti s više dijelova glavnog zrcala teleskopa, tehnikom poznatom kao interferometrija.
Nakon što je teleskop započeo s redovnim radom, istraživači su primijetili da AMI ne daje slike očekivane čistoće. U detektoru infracrvene kamere otkrivene su blage elektroničke nepravilnosti koje su smanjivale oštrinu snimki. Problem je podsjetio na početne poteškoće Svemirskog teleskopa Hubble, čiju je optiku nakon lansiranja bilo potrebno fizički korigirati, tada uz pomoć astronauta i posebne servisne misije.
Popravak bez svemirske misije
Umjesto da razvijaju novu optiku ili planiraju skupu misiju održavanja, doktorandi Louis Desdoigts i Max Charles iz Tuthillove istraživačke grupe, u suradnji s izvanrednim profesorom Benom Popeom sa Sveučilišta Macquarie, osmislili su rješenje temeljeno isključivo na softveru. Njihov sustav omogućuje da se kalibracija i korekcija podataka obavljaju sa Zemlje, bez ikakvih fizičkih intervencija na teleskopu.
Program koji su razvili nazvali su AMIGO (Aperture Masking Interferometry Generative Observations). Koristi napredne računalne simulacije i neuronske mreže kako bi precizno oponašao ponašanje optike i elektroničkih komponenti teleskopa u svemiru. Ključni problem bio je tzv. “brighter-fatter efekt”, pojava pri kojoj električni naboj prelazi iz jednog piksela u susjedne, što uzrokuje gubitak oštrine slike. Analizom tog efekta i razvojem posebnih algoritama, tim je uspio “razbistriti” slike i u potpunosti obnoviti osjetljivost AMI instrumenta.
“Umjesto da šalju astronaute da montiraju nove dijelove, uspjeli su sve popraviti kodom,” rekao je profesor Tuthill. “To je sjajan primjer kako australska inovacija može imati globalan utjecaj na razvoj svemirske znanosti.”
Oštrije slike nego ikada prije
Rezultati su premašili očekivanja. Zahvaljujući sustavu AMIGO, Svemirski teleskop James Webb ostvario je najpreciznija promatranja vrlo slabih nebeskih objekata dosad. Među njima su izravna snimka blijedog egzoplaneta i smeđeg patuljka u orbiti oko zvijezde HD 206893, udaljene oko 133 svjetlosne godine od Zemlje.
U zasebnom istraživanju koje je vodio Max Charles potvrđeno je da AMI ponovno radi s punom preciznošću. Snimljeni su mlazovi materijala koji izbijaju iz crne rupe, vulkanska površina Jupiterova mjeseca Ije te prašnjavi zvjezdani vjetrovi zvijezde WR 137, primjeri koji pokazuju da je JWST dosegao novu razinu tehničkih mogućnosti.
“Ovaj rad doslovno izoštrava pogled teleskopa James Webb,” rekao je dr. Desdoigts.”Zadovoljstvo je vidjeti kako softversko rješenje može proširiti znanstvene granice teleskopa – i to bez ijednog koraka izvan laboratorija.”
Izvanredni profesor Benjamin Pope izjavio je da je cilj tima što prije omogućiti korištenje novog koda znanstvenicima diljem svijeta koji rade s podacima teleskopa James Webb.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
