Dos estudiantes de doctorado de Sydney han ayudado a restaurar el observatorio espacial sin tierra más potente del mundo. Louis Desdoigts, ahora investigador postdoctoral en la Universidad de Leiden en los Países Bajos, y su colega Max Charles celebraron su logro con tatuajes del dispositivo reparado en sus manos, un recordatorio permanente de sus contribuciones a la ciencia espacial.
Una solución de software innovadora
Investigadores de la Universidad de Sydney han desarrollado una innovadora solución de software que corrige la borrosidad en las imágenes capturadas por el multimillonario Telescopio Espacial James Webb (JWST) de la NASA. Su avance restablece la precisión total de uno de los instrumentos clave del telescopio, que alguna vez requirió una costosa misión de reparación de astronautas.
Este avance se basa en el único componente diseñado en Australia de JWST, el interferómetro de enmascaramiento de apertura (AMI). Desarrollado por el profesor Peter Tuthill de la Facultad de Física de la Universidad de Sydney y el Instituto de Astronomía de Sydney, AMI permite a los astrónomos capturar imágenes de estrellas y exoplanetas en ultra alta resolución. Funciona combinando luz de diferentes partes del espejo principal del telescopio, un proceso conocido como interferometría. Cuando JWST comenzó sus operaciones científicas, los investigadores notaron que el rendimiento de AMI se estaba viendo afectado por sutiles distorsiones electrónicas en su detector de cámara infrarroja. Estas distorsiones causaron una sutil borrosidad en la imagen, que recuerda a los primeros errores ópticos conocidos del Telescopio Espacial Hubble que tuvieron que corregirse durante las caminatas espaciales de los astronautas.
Resolviendo un problema espacial desde la Tierra
En lugar de intentar una reparación física, los estudiantes de doctorado Louis Desdoigts y Max Charles, en colaboración con el profesor Tuthill y el profesor asociado Ben Pope (en la Universidad Macquarie), desarrollaron una técnica de calibración completamente basada en software para corregir la distorsión de la Tierra.
Su sistema, llamado AMIGO (Observaciones generativas de interferometría de enmascaramiento de apertura), utiliza simulación avanzada y redes neuronales para replicar cómo funcionan la óptica y la electrónica del telescopio en el espacio. Al identificar un problema en el que la carga eléctrica se propaga ligeramente a los píxeles vecinos (un fenómeno llamado efecto más brillante y más gordo), el equipo diseñó algoritmos que corrigen digitalmente las imágenes, restaurando completamente el rendimiento de AMI.
“En lugar de enviar astronautas para montar piezas nuevas, pudieron arreglar cosas con código”, dijo el profesor Tuthill. “Este es un ejemplo brillante de cómo la innovación australiana puede tener un impacto global en la ciencia espacial”.
Una visión más nítida del universo
Los resultados han sido notables. Utilizando AMIGO, el telescopio espacial James Webb entregó sus imágenes más claras hasta el momento, capturando objetos celestes débiles con un detalle sin precedentes. Estas incluyen imágenes directas de un exoplaneta tenue y una enana marrón rojiza orbitando la estrella cercana HD 206893, a unos 133 años luz de la Tierra.
Un estudio relacionado dirigido por Max Charles demostró además la precisión de la renovación del IAM. Utilizando una calibración mejorada, el telescopio produjo imágenes nítidas de un chorro de agujero negro, la superficie brillante de Io, la luna de Júpiter, y el viento estelar lleno de polvo de WR 137, lo que demuestra que JWST ahora puede sondear más profundamente y con mayor claridad que nunca.
“Este trabajo enfoca aún más la visión de JWST”, dijo el Dr. Desdoets. “Es increíblemente gratificante ver una solución de software ampliar el alcance científico del telescopio y saber que esto nunca fue posible sin un laboratorio”.
El Dr. Desdoets ahora ocupa un prestigioso puesto de investigación postdoctoral en la Universidad de Leiden en los Países Bajos.
Ambos estudios han sido publicados en el servidor de preimpresión arXiv. El artículo del Dr. Desdoets ha sido revisado por pares y se publicará próximamente. Publicaciones de la Sociedad Astronómica de Australia. Este lanzamiento coincide con la última ronda del Programa de Investigación de Archivos, Estudios y Observadores Generales del Telescopio Espacial James Webb.
El profesor asociado Benjamin Pope, quien presentó los hallazgos en SXSW Sydney, dijo que el equipo de investigación estaba ansioso por poner el nuevo código en manos de los investigadores que trabajan en JWST lo antes posible.
