Запущенный NASA в 2021 году космический телескоп «Джеймс Уэбб», удалённый от Земли примерно на миллион миль (около 1,6 млн км), недоступен для обслуживания экипажем, в отличие от «Хаббла». Тем не менее его сверхчувствительные инфракрасные детекторы столкнулись с серьёзной проблемой: изображения получаются размытыми из-за электрического протекания зарядов в матрице, эффект которого оказался примерно в десять раз сильнее прогнозируемого и мешает различать тусклые объекты рядом с яркими звёздами.
В основе самых тонких наблюдений JWST лежит режим апертурной масочной интерферометрии (Aperture Masking Interferometry, AMI), для которого в оптическом тракте устанавливают тончайшую металлическую маску с отверстиями. Она превращает зеркало в совокупность «мини-телескопов», работающих как единый инструмент, что позволяет с высокой точностью измерять волновые фронты и выявлять слабые источники на фоне ярких. Однако поток зарядов от самых светящихся пикселей к соседним искажает наблюдения, снижая остроту и чувствительность метода.
Чтобы вернуть AMI эффективность, двое австралийских учёных разработали систему AMIGO (Aperture Masking Interferometry Generative Observations). Это алгоритм на базе искусственного интеллекта, обученный моделировать оптическое и электронное поведение телескопа и вычислительно устранять утечки зарядов между пикселями. Фактически команда оптимизировала работу прибора программно, без механических вмешательств. По представленным данным AMIGO восстанавливает качество AMI и даже повышает продуктивность наблюдений.
Первые тесты AMIGO подробно описаны в двух публикациях Университета Сиднея. В одной из них аспирант Луи Дедуа (Louis Desdoigts) и его команда применили алгоритм при наблюдении системы HD 206893 на расстоянии порядка 133 световых лет. До использования AMIGO астрономы знали о существовании экзопланеты и коричневого карлика, но не могли получить чёткое изображение из-за ослепительного света звезды. После обработки оба объекта ясно выделились, показав, что усовершенствованный режим AMI способен надёжно обнаруживать крайне тусклые спутники у ярких светил.
В другом исследовании учёные обратили AMIGO к одним из самых сложных целей «Уэбба». Алгоритм позволил получить более резкие и контрастные снимки струй вещества в окрестностях чёрных дыр, пылевых выбросов двойных звёзд, а также активных вулканических областей на Ио — наиболее геологически активном спутнике Юпитера. В каждом случае вычислительная коррекция подчёркивала тонкие структуры, ранее скрывавшиеся за электронными артефактами.
Разработчики AMIGO подчёркивают, что система находится на стадии активного развития, но уже демонстрирует потенциал программных методов для преодоления аппаратных ограничений космических обсерваторий. Подход, апробированный на «Джеймсе Уэббе», рассматривается как перспективный и для будущих миссий, включая космический телескоп Nancy Grace Roman, запуск которого NASA планирует на май 2027 года. Его поле обзора, в сто раз превосходящее «Хаббл», потребует столь же точной обработки данных при поиске слабых галактик, изучении тёмной энергии и открытии новых экзопланет.
Источник: iXBT
