Johns Hopkins Uygulamalı matematikçiler ve gökbilimciler, yer tabanlı teleskoplardan görüntüleri yerden alınanlar kadar açık hale getirmek için yeni bir yöntem geliştirdiler, bu da Dünya tabanlı enstrümanların faydalarını genişletmeye devam eden bir süreç.
Araştırmacılar, atmosferik paraziti ortadan kaldırabilen algoritmalar kullanarak, dünyaya bağlı teleskopların, evrenin kökenini ve yapısını incelemek için gereken uzak yıldızların, galaksilerin ve diğer kozmik unsurların en derin, en net görüntülerini üretmesini mümkün kıldılar.
Görüntü artırma aracı hakkında ayrıntılar yayınlandı. Astronomik dergi.
“Gökyüzü hakkındaki görüşümüzü keskinleştirerek, daha fazla, daha pahallı hedefleri görebilir ve tespit edilebilir olanın eşiğini zorlayabiliriz.” Dedi. “Bu bize gece gökyüzünün daha güzel resimlerini verecek, ancak sadece akademik eğlence için değil. Kozmoloji araştırmalarını geliştirmek ve astronomik gözlemleri nasıl işlediğimizi ve anladığımızı devrim yapmak için yeni fırsatlar açacak.”
En güçlü yer tabanlı teleskoplar bile gökyüzünü gözlemlemek için mücadele ediyor çünkü Dünya atmosferi sürekli akışta. Sıcaklık, basınç ve diğer hava koşullarındaki değişiklikler, özellikle hafif ışık kaynakları için ışığın atmosferden geçtikçe nasıl kırıldığı konusunda ince ama önemli çarpıklıklara neden olur.
Budavári, bu atmosferik bozulmaları işlemek için geleneksel tekniklerin tarihsel olarak yüksek kaliteli görüntüler üretmek için mücadele ettiğini ya da grenli eserleri tanıttıklarını söyledi. Imagemm olarak adlandırılan yeni çözüm, göksel nesnelerden gelen ışığın nasıl seyahat ettiğini ve atmosferin farklı katmanlarındaki değişen koşulların bu ışık dalgalarını nasıl etkilediğini modelleyerek teleskop görüntülerini geliştirir.
Algoritmayı geliştiren Johns Hopkins matematikçisi Yashil Sukurdeep, “Atmosferi sürekli değişen ve parıldayan huzursuz bir perde olarak düşünün, bu yüzden arkasındaki sahne her zaman bulanık görünüyor.” Dedi. “Algoritmalarımız, bu perdeyi geçmişi görmeyi öğreniyor, arkasına gizlenmiş keskin, keskin görüntüyü yeniden yapılandırıyor.
“Gelişmiş matematiksel teknikleri kullanarak, gece gökyüzünü çarpıcı netlikte geri döndüren mümkün olan en açık görüşü üretebiliriz. Algoritma Imagemm’imizi olarak adlandırdık, çünkü özünde, majör -minimasyon (mm) yöntemine – cosmos’u keşfetmek için yeni bir yolla adlandırdığımız zarif bir matematiksel tekniğe dayanıyor.”
Yeni yöntemin erken testleri, dünyanın en büyüğünden biri olan Subaru teleskopundan saniyeler içinde bulanık ve gürültülü görüntüleri geri kazandı. Yeniden işlenen görüntüler, spiral galaksilerin karmaşık yapısı gibi detayları benzeri görülmemiş bir netlikte ortaya koydu. Hawaii’deki Mauna Kea Zirvesi’ndeki Subaru teleskopu tarafından, Şili’de bu yıl faaliyet göstermeye başlayacak son teknoloji ürünü bir tesis olan Vera C. Rubin Gözlemevi tarafından gelecekteki yakalanmalarla benzer kalitede maruz kalmayı test etmek için satın alındı.
Sukurdeep, “Gökbilimcilerin görüntüleme verilerini teleskoplardan analiz etmek için zaten çok sofistike araçları var, ancak tüm gürültüyü kaldırmıyorlar, tüm bulanıklıkları kaldırmıyorlar ve eksik piksel değerleriyle çok iyi ilgilenmiyorlar.” Dedi. “Çerçevemiz, mükemmel bir görüntüyü bir dizi kusurlu gözlemden kurtarabilir. Asla zemin gerçeğine sahip olmayacağız, ancak bunun şu anda mükemmel olduğu kadar yakın olduğunu düşünüyoruz.”
Algoritmalar çeşitli gözlemevlerinden yeni ve eski verileri işleyebilirken, Rubin Gözlemevi’nin yaklaşan gökyüzü araştırması için karanlık enerji ve karanlık madde hakkında çok miktarda veri elde etmek için uyarlanıyorlar. Kozmosun bu iki gizemli bileşeninin, evrenin genişlemesini hızlandırmak ve galaksileri bir arada tutmaktan sorumlu olduğuna inanılmaktadır.
Budavári, “Gökbilimcilerin sadece bireysel galaksilerin morfolojisini analiz etmekle kalmayıp, karanlık maddeden ve diğer yerçekimi etkilerinden gelen çarpıklıklarını istatistiksel olarak analiz etmek için nesnelerin şekillerini doğru bir şekilde ölçmeleri önemlidir.” Dedi. Diyerek şöyle devam etti: “Milyar dolarlık yer tabanlı gözlemevleri söz konusu olduğunda, bu gözlemlerden sadece küçük bir derinlik ve kalite iyileştirmesi bile büyük olabilir.”
Budavári, uzay teleskoplarının son derece derin, yüksek çözünürlüklü görüntüleri yakalamak için üstün bir yeteneğe sahip olmasına rağmen, gözlemlenebilir gökyüzünün sadece küçük bir bölümünü yakalamayı başarabiliyorlar. NASA’ya göre, 34 yıllık ömrü boyunca Hubble Uzay Teleskopu gökyüzünün sadece% 0.1’ini fotoğrafladı. Bunun yerine, Rubin Gözlemevi gibi yer tabanlı tesisler, birkaç günde bir görünür gökyüzünü görüntüleyecektir.
Budavári, “Tekniğimizle, daha önce sadece bir uzay teleskopu ile elde edebileceğimizle karşılaştırılabilir görüntülere dönüşebileceğimiz yüzlerce gözlem.” Dedi. “Tabii ki bu idealist, ama bu gerçekten buradaki amaç: atmosferi kaldırmak.”
