Um novo algoritmo capaz de transformar imagens de telescópio baseado no solo, removendo o efeito embaçado da atmosfera para produzir uma imagem o mais perfeita possível, concluiu com êxito testes no telescópio Subaru de oito metros no Mauna Kea do Havaí. O próximo passo é aplicá -lo a imagens do Observatório de Vera C Rubin, quando iniciar operações científicas ainda este ano.
O algoritmo revolucionário foi desenvolvido pelo matemático Johns Hopkins, Yashil Sukurdeep.
“Apelidamos de nosso algoritmo de ‘imagem mm’ porque, em sua essência, ele se baseia na majorização – minimização, ou mm, método – uma técnica matemática elegante que adaptamos de uma nova maneira para explorar o cosmos”, disse Sukurdeep em comunicado.
Os telescópios terrestres sempre estiveram em desvantagem em comparação com observatórios espaciais, como o Hubble e Telescópio espacial James Webbs porque a luz tem que passar Atmosfera da Terra para alcançá -los. A atmosfera distorce a luz como resultado de pequenas, mas sempre presentes flutuações de temperatura, pressão, a quantidade de poeira no ar e assim por diante. Essas distorções, a que os astrônomos chamam de “ver”, são o que faz estrelas parece brilhar.
Portanto, os astrônomos estão constantemente em uma busca para melhorar suas imagens baseadas no solo e levá-las o mais próximo possível da resolução máxima teórica de um telescópio, conhecida como limite de Dawes. A adaptativa adaptativa é uma técnica popular, que envolve brilhar um laser no céu para criar uma estrela guia artificial e depois executar ajustes de minuto na forma da ótica do telescópio para combinar com as distorções na estrela -guia e neutralizar os efeitos da visão.
“Os astrônomos já possuem ferramentas muito sofisticadas para analisar dados de imagem dos telescópios, mas não removem todo o ruído, não removem todo o desfoque e não lidam muito bem com os valores de pixels ausentes”, disse Sukurdeep. “Nossa estrutura pode recuperar uma imagem quase perfeita de uma série de observações imperfeitas”.
O ImageMm funciona modelando como a luz dos objetos no céu noturno viaja pela atmosfera distorcida e aplicando esse modelo às imagens.
“Pense na atmosfera como uma cortina inquieta, constantemente mudando e cintilando, então a cena por trás disso sempre parece embaçada”, disse Sukurdeep. “Nosso algoritmo aprende a ver além da cortina, reconstruindo a imagem imóvel e nítida escondida por trás dela.”
Até agora, o algoritmo do ImageMM foi testado no telescópio Subaru, retornando imagens mais nítidas e mais detalhadas do que o que antes era possível com o observatório de propriedade japonesa.
Agora a intenção é usá -lo em imagens do Vera C. Rubin Observatório no Chile, principalmente porque um dos objetivos científicos de Rubin é mapear a distribuição de matéria escura no universo, medindo como a massa da matéria escura depende sutilmente o espaço Galáxias ser fraco gravitacionalmente lente e, portanto, parecem um pouco deformados. O efeito da fraca lente gravitacional não é tão dramática quanto a lente forte que produz maravilhosos arcos de luz que se estende em torno de grupos de galáxias e várias imagens de galáxias de fundo, o que significa que observações cuidadosas devem ser tomadas para detectar a lente fraca. O ImageMm pode aprimorar as imagens de galáxias já impressionantes de Rubin, tornando as medidas de lente fraca mais precisa.
“Quando se trata de observatórios baseados no solo de bilhões de dólares, ganhar apenas um pequeno grau de melhoria de profundidade e qualidade dessas observações pode ser enorme”, disse Tamás Budavári, da Universidade Johns Hopkins.
Embora os telescópios espaciais ainda produza imagens melhores, eles tendem a ter campos de visão estreitos, enquanto Rubin tem um campo de visão muito mais amplo de 3,5 graus, ou sobre o diâmetro angular de sete cheios luas. Portanto, o uso do ImageMm para aprimorar as imagens de Rubin dará uma grande vantagem, mesmo que a qualidade das imagens de Hubble e James Webb seja maior em geral.
“Nunca teremos a verdade fundamental, mas achamos que isso é o mais próximo que atualmente se aperfeiçoa (para telescópios terrestres)”, disse Sukurdeep.
Um artigo que descreve o ImageMm e seus resultados de teste foi publicado em 29 de setembro em The Astronomical Journal.
