Програмне забезпечення покращило знімки екзопланет телескопа Вебба
Програма FLIP зменшує шум у даних телескопа James Webb і покращує пряме спостереження екзопланет.
Дослідники створили програмний пакет FLIP, який дає змогу зменшити шум на зображеннях екзопланет, отриманих камерою NIRCam космічного телескопа James Webb. Метод оптимізує фізичну модель телескопа та допомагає точніше відокремлювати слабке світло планети від значно яскравішого випромінювання її зорі, повідомляє Ars Technica.
Для прямого спостереження екзопланет телескопи використовують коронографи, що блокують значну частину світла зорі. Однак цей підхід обмежують шуми, які виникають через незначні зміни в конфігурації приладу та його наведенні між спостереженнями.
Модель поширення світла
В основі нового підходу лежить функція розсіювання точки — математичний опис того, як телескоп відтворює одиничне джерело світла. На знімках така точка виглядає розмитою через особливості обладнання та обмеження точності наведення. Зазвичай цю функцію визначають за спостереженнями відомого об’єкта, але її характеристики можуть змінюватися з часом і залежати від довжини хвилі.
FLIP, назва якого розшифровується як Physics-based Learning for Imaging Planets, використовує фізичну модель NIRCam приблизно з мільйоном можливих параметрів. Програмне забезпечення починає з моделювання функції розсіювання точки, а потім за допомогою методу градієнтного спуску підлаштовує параметри під дані реальної зорі. На сучасному графічному процесорі цей етап триває трохи понад пів години, після чого модель додатково коригують для конкретного наукового зображення.
Перевірка на відомих екзопланетах
Метод протестували на спостереженнях зір HIP 65426 і 51 Eridani, навколо яких уже відомі екзопланети, а також зорі TYC 5899 без підтверджених планет, що помітно змінюється між спостереженнями. Дві відомі планети є масивними та ще зберігають тепло після гравітаційного стискання, тому їх уже вдавалося сфотографувати раніше.
За даними команди, FLIP підвищив співвідношення сигналу до шуму у 1,5–2 рази залежно від конкретних спостережень. На довжині хвилі, придатній для виявлення вуглекислого газу, один із об’єктів уперше вдалося побачити в даних телескопа Вебба. Для TYC 5899 чутливість спостережень зросла у 15 разів. Дослідники вважають, що нижчий рівень шуму може допомогти виявляти тьмяніші, старші або менш масивні екзопланети.
