Новий метод на JWST поліпшив пошук екзопланет до 15 разів
Метод FLIP підвищив чутливість пошуку екзопланет у даних James Webb до 15 разів і показав 51 Eridani b на 4,3 мікрометра.
Дослідники застосували до даних космічного телескопа James Webb новий метод обробки зображень FLIP, який у деяких спостереженнях підвищив чутливість до виявлення екзопланет у 4–15 разів порівняно зі стандартним алгоритмом KLIP. Метод також дав змогу вперше отримати зображення газового гіганта 51 Eridani b на довжині хвилі 4,3 мікрометра, повідомляє Nature.
FLIP розшифровується як Physics-based Learning for Imaging Planets. Він моделює світло зорі та оптичні характеристики інструмента NIRCam, а потім віднімає зоряне випромінювання із зображення. Це потрібно, оскільки навіть найяскравіші молоді планети-гіганти в ближньому інфрачервоному діапазоні приблизно у 100 тисяч разів тьмяніші за свої зорі.
Модель замість еталонних знімків
Традиційні методи створюють модель зоряного сигналу на основі знімків інших зір або повторних спостережень, але точність такого підходу обмежують зміни в роботі телескопа. Зокрема, на результат впливають похибки наведення та температурні коливання, через які еталонне зображення зорі відрізняється від наукового.
FLIP використовує фізичну модель приладу, дані вимірювань хвильового фронту та автоматичне диференціювання для оптимізації параметрів. Система попередньо калібрує модель на еталонному спостереженні, а далі налаштовує її під конкретне наукове зображення. Автори також додають до даних штучні планети, щоб контролювати можливу втрату реального сигналу під час обробки.
Результати на даних NIRCam
Метод протестували на спостереженнях систем HIP 65426, 51 Eridani та зорі TYC 5899, біля якої відомих супутників немає. Для HIP 65426 b співвідношення сигналу до шуму стало приблизно у 1,6 раза кращим, а для 51 Eridani b у фільтрі F410M — у 2,1 раза. У фільтрі F430M, де планету раніше не вдавалося виявити стандартними методами, FLIP забезпечив її детекцію зі співвідношенням сигналу до шуму 6,3.
На відстані 0,5 кутової секунди від TYC 5899 новий підхід продемонстрував приблизно у 15 разів кращу чутливість, ніж KLIP. Спостереження цієї зорі проводили через чотири місяці після отримання даних еталонних зір, що створювало додаткові відмінності між знімками. Дослідники зазначають, що зображення 51 Eridani b на 4,3 мікрометра охоплює ділянку спектра з лінією поглинання вуглекислого газу, недоступну для наземних вимірювань через вплив атмосфери Землі.
