Astronomai sukūrė Jameso Webbo kosminio teleskopo skaitmeninį „dvynį“ ir, pritaikę jį senesniems duomenims, aptiko planetą, kuri iki šiol buvo pasislėpusi ryškiame žvaigždės spindesyje.
Vietoj to, kad būtų bandę sukurti dar galingesnį teleskopą, mokslininkai virtualiai atkūrė Webbo artimosios infraraudonosios srities kamerą (NIRCam) ir taip tiksliai sumodeliavo žvaigždės švytėjimą, kad jį pavyko „nuimti“ apdorojant vaizdus kompiuteriu.
Tiesiogiai nufotografuoti egzoplanetas itin sunku: jos gali būti milijoną kartų blankesnės už savo žvaigždes, o net menkiausi teleskopo pokyčiai (net nanometrų mastu) keičia šviesos raštą ir apsunkina atskyrimą.
Tyrimo rezultatai paskelbti žurnale „Nature“: komanda parodė, kad instrumentų fizikos modeliavimas, derinamas su optimizavimo metodais, gali smarkiai padidinti jautrumą ieškant labai silpnų objektų šalia ryškių žvaigždžių.
Kaip veikia metodas FLIP
Tyrėjų metodas pavadintas FLIP (angl. „Physics-based Learning for Imaging Planets“). Jo esmė – sukurti teleskopo „skaitmeninį dvynį“: virtualų modelį, kuris imituoja, kaip žvaigždės šviesa keliauja per teleskopo veidrodžius ir pasiekia detektorius.
Tuomet kompiuteris ieško tokio mikroskopinių paklaidų ir svyravimų rinkinio, kuris geriausiai atkartotų realaus teleskopo užfiksuotą žvaigždės švytėjimą. Kai modelis sutampa, tampa aišku, kaip tiksliai turėtų atrodyti „akinanti“ žvaigždės šviesa – ir ją galima gerokai švariau pašalinti.
Vis dėlto mokslininkai pripažįsta riziką: pernelyg lankstus modelis teoriškai galėtų „nurašyti“ tikrą planetą kaip šviesos atspindį ar triukšmą. Dėl to komanda į duomenis įterpė dirbtinius (imitacinius) planetų signalus ir patikrino, ar FLIP geba juos patikimai atkurti.
Planeta, kuri „iškilo“ iš archyvų
Norėdami išbandyti metodą realiomis sąlygomis, tyrėjai iš naujo peranalizavo Webbo stebėjimus dviejų žvaigždžių sistemų, kuriose jau buvo žinomos planetos: HIP 65426 ir 51 Eridani.
Pasak komandos, FLIP jautrumas silpnoms planetoms buvo nuo 2 iki 15 kartų didesnis nei taikant standartinius duomenų apdorojimo metodus.
Ryškiausias pavyzdys – 51 Eridani b, jauna į Jupiterį panaši planeta, pirmą kartą aptikta dar 2015 metais stebėjimais nuo Žemės. Webbas šią sistemą buvo fiksavęs 4,3 mikrono bangos ilgiu – ruože, kuris naudojamas ieškant anglies dioksido pėdsakų planetų atmosferose.
Tačiau apdorojus duomenis įprastai, planeta tiesiog „nesimatė“. Kai tie patys duomenys buvo perleisti per FLIP, 51 Eridani b pasirodė ten, kur ir turėjo būti – tai pirmas kartas, kai ši planeta užfiksuota būtent tokiame bangos ilgyje.
Ką tai gali pakeisti toliau
Nors pats objektas nėra naujai atrasta planeta, būtent toks atvejis laikomas idealiu bandymu: astronomai iš anksto žinojo, ko ieško, ir galėjo aiškiai įvertinti, ar naujasis metodas veikia ten, kur ankstesni nepavyko.
Svarbiausia praktinė nauda – galimybė iš naujo „peršukuoti“ jau surinktus Webbo archyvinius duomenis ir rasti planetas, kurios galėjo būti užfiksuotos, bet liko nepastebėtos dėl žvaigždžių akinimo.
Be to, metodas nėra pririštas vien prie Webbo konstrukcijos: tyrėjai planuoja jį adaptuoti ir NASA Nancy Grace Roman kosminiam teleskopui, taip pat antžeminėms observatorijoms.
Ilgalaikėje perspektyvoje tai gali būti svarbu ir būsimoms misijoms, kurios sieks tiesiogiai fotografuoti į Žemę panašias planetas prie Saulės tipo žvaigždžių – tokius objektus matyti dar sunkiau, nes jie gali būti milijardus kartų blankesni už savo žvaigždes.
Leave a Reply