Bir çift Sydney Ph.D. öğrenciler, Dünya’dan ayrılmadan, insanlığın en güçlü uzay gözlemevinin görüşünün keskinleştirilmesine yardımcı oldular. Bu heyecan verici sonucun silinmez bir hatırlatıcısı olarak, şu anda Hollanda Leiden’de doktora sonrası araştırmacı olarak çalışan Louis Desdoigts ve meslektaşı Max Charles, kollarında kendi çalışmalarının onardığı enstrümanın mürekkepli dövmelerini yaptırdılar.
Bu teknik atılım, Sidney Üniversitesi araştırmacılarının, NASA’nın milyarlarca dolarlık James Webb Uzay Teleskobu (JWST) tarafından oluşturulan görüntülerdeki bulanıklığı düzelten ve hayati önem taşıyan bilimsel araçlarından birine canlı performans kazandıran bir yazılım düzeltmesi geliştirmesini sağladı; üstelik bunların tümünü bir uzay görevine veya astronot onarımına ihtiyaç duymadan gerçekleştirdi.
Başarı, Sidney Üniversitesi Fizik Okulu ve Sidney Astronomi Enstitüsü’nden Profesör Peter Tuthill tarafından oluşturulan, JWST’deki Avustralya tasarımı tek donanım olan Diyafram Maskeleme Girişimölçeri (AMI) üzerine inşa edilmiştir. AMI, interferometri olarak bilinen bir teknikle, teleskopun ana aynasındaki birden fazla parçadan gelen ışığı birleştirerek gökbilimcilerin yıldızların ve ötegezegenlerin ultra yüksek çözünürlüklü görüntülerini almasına olanak tanır.
Ancak JWST çalışmaya başladıktan sonra bilim adamları, AMI’nin performansının, kızılötesi kamera dedektöründeki ince elektronik bozulmalar nedeniyle düştüğünü keşfettiler. Bunlar, kurtarılan görüntülere bulanıklık enjekte ediyordu; bu, JWST’nin öncülünü, yani Hubble Uzay Teleskobu’nun fırlatıldıktan sonraki ilk “bulanık görüşünü” anımsatan bir sorundu; bu sorunu düzeltmek için bir uzay mekiği görevi ve astronotların uzay yürüyüşleri yapması meşhurdu.
Ph.D., yeni bir mercek tasarlamak ya da bu kadar maliyetli bir kurtarma görevi gerçekleştirmek yerine, Ph.D. Profesör Tuthill’in grubundan öğrenciler Louis Desdoigts ve Max Charles, aynı zamanda Doçent Ben Pope (Macquarie Üniversitesi’nde) ile birlikte çalışarak odağı yerden sabitleyen, veri odaklı, yalnızca yazılımdan oluşan bir kalibrasyon sistemi oluşturdular.
AMIGO (Diyafram Maskeleme İnterferometri Üretken Gözlemleri) adı verilen sistemleri, teleskopun optik ve elektronik aksamlarının uzayda nasıl davrandığını modellemek için gelişmiş simülasyonlar ve sinir ağları kullanıyor. Ekip, daha parlak-şişman etkisi olarak bilinen bir süreç olan, elektrik yükünün komşu piksellere aktığı bir kusuru anlayarak, görüntülerin “bulanıklığını gideren” ve AMI’nin tam hassasiyetini geri kazandıran algoritmalar geliştirdi.
Profesör Tuthill, “Yeni parçalara astronot göndermek yerine, işleri kodla düzeltmeyi başardılar” dedi. “Bu, Avustralya inovasyonunun uzay biliminde nasıl küresel bir etki yaratabileceğinin harika bir örneği.”
Düzeltme muhteşem sonuçlar üretti. AMIGO ile James Webb Uzay Teleskobu, Dünya’dan yaklaşık 133 ışıkyılı uzaklıktaki yakın yıldız HD 206893’ün yörüngesindeki sönük bir ötegezegenin ve kırmızı-kahverengi bir cücenin doğrudan görüntülenmesi de dahil olmak üzere soluk gök cisimlerinin her zamankinden daha keskin tespitlerini elde etti.
Ph.D. Max Charles tarafından yürütülen tamamlayıcı bir çalışma. Sidney’deki öğrenci, bir kara delik jetinin, Jüpiter’in uydularından birinin (Io) volkanik yüzeyinin ve WR 137’nin tozlu yıldız rüzgarlarının yüksek çözünürlüklü görüntülerini yakalayarak AMI’nin yenilenen odağını gösterdi; JWST’nin yeteneklerinin sınırlarını zorluyor.
Dr. Desdoigts, “Bu çalışma JWST’nin vizyonunu daha da net bir şekilde odak noktasına getiriyor” dedi. “Teleskopun bilimsel kapsamını genişleten bir yazılım çözümünü görmek ve bunun laboratuvardan hiç ayrılmadan mümkün olduğunu bilmek inanılmaz derecede ödüllendirici.”
Dr. Desdoigts şu anda Hollanda’daki Leiden Üniversitesi’nde doktora sonrası araştırma pozisyonuna girmiştir.
Her iki çalışma da ön baskı sunucusunda yayınlandı arXiv. Dr. Desdoigts’in makalesi hakemli değerlendirmeden geçmiştir ve kısa süre içinde dergide yayınlanacaktır. Avustralya Astronomi Topluluğu Yayınları. Bu sürüm, James Webb Uzay Teleskobu Genel Gözlemci, Araştırma ve Arşiv Araştırma programlarının en son turuyla aynı zamana denk geliyor.
Bu bulguları Cuma günü SXSW Sidney’de sunacak olan Doçent Benjamin Pope, araştırma ekibinin yeni kodu mümkün olan en kısa sürede JWST üzerinde çalışan araştırmacıların eline geçirmek istediğini söyledi.
