Учените успяват да „подобрят зрението“ на телескопа „Джеймс Уеб“ от разстояние 1,5 милиона километра

Австралийският астрофизик и астроном Бенджамин Поуп разказа пред сайта The Conversation как той и колегите му са успели успешно да коригират оптиката на телескопа „Джеймс Уеб“ от разстояние 1,5 милиона километра — забележително научно и техническо постижение на нашето време.
След коледната вечеря през 2021 г. цялото ни семейство се събра пред телевизора, за да гледа напрегнатото изстрелване на космическия телескоп „Джеймс Уеб“ на НАСА, струващ 10 милиарда щатски долара, спомня си Бенджамин Поуп. От изстрелването на „Хъбъл“ през 1990 г. насам не бе имало такъв скок в развитието на телескопната технология, добавя той.
През лятото на 2022 г. пристигат първите изображения на „Джеймс Уеб“ на най-отдалечените галактики, наблюдавани до този момент. За екипа на Бенджамин Поуп в Австралия обаче работата по калибрирането на телескопа тепърва започва.
Учените използват режима с най-висока разделителна способност на телескопа, наречен интерферометър с маскиране на апертурата, или AMI за по-кратко. Това е малка част от прецизно изработен метал, която се вмъква в една от камерите на телескопа, подобрявайки неговата разделителна способност.
ТЕЛЕСКОП НА НАД МИЛИОН КИЛОМЕТРА РАЗСТОЯНИЕ
„Хъбъл“ започна живота си с нефокусирано виждане – огледалото му бе шлифовано прецизно, но неправилно. Чрез наблюдение на вече изучавани звезди и сравняване на идеалните и получените изображения (точно както правят офталмолозите), беше възможно да се изчисли корекцията за тази оптична грешка и да се проектира леща, която да я компенсира, пояснява Бенджамин Поуп. 
За корекцията са необходими седем астронавти, които летят с космическата совалка „Индевър“ през 1993 г., за да инсталират новата оптика. „Хъбъл“ орбитира около Земята само на няколкостотин километра над повърхността и може да бъде достигнат от астронавти.
За разлика от него, „Джеймс Уеб“ е на разстояние от около 1,5 милиона километра – не може да бъде посетен и обслужен от хора, затова екипът на Поуп трябва да се справи дистанционно. 
Тук се включва AMI – единственият австралийски хардуер на борда, проектиран от астронома Питър Тутил.
Той е поставен на „Джеймс Уеб“, за да диагностицира и измери всяко замъгляване в изображенията му. Дори нанометрично изкривяване в 18-те шестоъгълни основни огледала на телескопа и многото вътрешни повърхности ще замъглят изображенията достатъчно, за да попречат на изследването на планети или черни дупки, където чувствителността и разделителната способност са от ключово значение.
AMI филтрира светлината с внимателно структуриран модел от отвори в проста метална пластина, за да улесни установяването на евентуални оптични несъответствия.
В ТЪРСЕНЕ НА РАЗМАЗАНИ ПИКСЕЛИ
AMI показва, че „Джеймс Уеб“ не работи напълно според очакванията. При много фина разделителна способност – на ниво отделни пиксели – всички изображения са леко размазани поради електронен ефект: по-светлите пиксели се разливат в по-тъмните си съседи.
Това не е грешка или недостатък, а фундаментална характеристика на инфрачервените камери, която се оказва неочаквано сериозна за „Джеймс Уеб“. Това е пречка за наблюдението на далечни планети, които са хиляди пъти по-слаби от звездите си, намиращи се на няколко пиксела разстояние.
Екипът на Бенджамин Поуп създава компютърен модел, за да симулира оптичната физика на AMI с гъвкавост по отношение на формите на огледалата и цветовете на звездите. Използват и модел за машинно обучение.
След обучение и валидиране на някои тестови звезди, моделът позволява на учените да изчислят и отстранят замъгляването, възстановявайки пълната функционалност на AMI. Моделът не променя това, което „Джеймс Уеб“ прави в космоса, а коригира данните по време на обработката.
Тази корекция отвори вратата за използването на AMI за проучване на неизвестни планети с резолюция и чувствителност, които преди бяха невъзможни, обобщава Бенджамин Поуп пред сайта The Conversation.