Dois estudantes de doutorado de Sydney ajudaram a restaurar imagens nítidas do observatório espacial mais poderoso do mundo sem sair do solo. Louis Desdoigts, agora investigador de pós-doutoramento na Universidade de Leiden, na Holanda, e o seu colega Max Charles celebraram o seu feito com tatuagens nos braços dos instrumentos que repararam – uma lembrança permanente das suas contribuições para a ciência espacial.
Correções de software inovadoras
Pesquisadores da Universidade de Sydney desenvolveram uma solução de software inovadora que corrige o desfoque em imagens capturadas pelo multibilionário Telescópio Espacial James Webb (JWST) da NASA. A sua descoberta restaurou a precisão total de um dos principais instrumentos do observatório, permitindo reparações dispendiosas que antes exigiam astronautas.
Este sucesso baseia-se no único componente do JWST projetado na Austrália, o Aperture Masking Interferometer (AMI). Criado pelo professor Peter Tuthill da Escola de Física da Universidade de Sydney e do Instituto de Astronomia de Sydney, o AMI permite aos astrônomos capturar imagens de estrelas e exoplanetas em altíssima resolução. Funciona combinando luz de diferentes partes do espelho primário do telescópio, um processo chamado interferometria. Quando o JWST iniciou suas operações científicas, os pesquisadores notaram que o desempenho do AMI era afetado por fracas distorções eletrônicas em seus detectores de câmeras infravermelhas. Estas distorções resultam num desfoque subtil da imagem, uma reminiscência das conhecidas falhas ópticas iniciais do Telescópio Espacial Hubble, que tiveram de ser corrigidas pelas caminhadas espaciais dos astronautas.
Resolvendo problemas espaciais da Terra
Em vez de tentar uma correção física, os estudantes de doutorado Louis Desdoigts e Max Charles, trabalhando com o professor Tuthill e o professor associado Ben Pope (Universidade Macquarie), projetaram uma técnica de calibração puramente baseada em software para corrigir distorções da Terra.
Seu sistema, chamado AMIGO (Aperture Masking Interferometry Generating Observations), usa simulações avançadas e redes neurais para replicar como a óptica e a eletrônica do telescópio funcionam no espaço. Ao identificar o problema da ligeira difusão de carga nos pixels vizinhos, um fenômeno conhecido como efeito de gordura brilhante, a equipe projetou algoritmos para corrigir digitalmente as imagens para restaurar totalmente o desempenho do AMI.
“Em vez de enviar astronautas para instalar novas peças, eles tentaram resolver o problema com código”, disse o professor Toohill. “Este é um exemplo fantástico de como a inovação australiana pode ter um impacto global na ciência espacial.”
Uma visão mais clara do universo
Os resultados são impressionantes. Com o uso do AMIGO, o Telescópio Espacial James Webb forneceu as imagens mais nítidas de sempre, capturando objetos celestes ténues com detalhes sem precedentes. Estas incluem imagens diretas de um exoplaneta fraco e de uma estrela anã castanho-avermelhada orbitando a estrela próxima HD 206893, a cerca de 133 anos-luz da Terra.
Um estudo relacionado liderado por Max Charles demonstrou ainda mais a nova precisão da AMI. Com uma calibração melhorada, o telescópio produziu imagens nítidas dos jatos do buraco negro, da superfície quente da lua de Júpiter, Io, e dos ventos estelares carregados de poeira de WR 137, demonstrando que o JWST pode agora sondar mais profundamente e com maior clareza do que antes.
“Este trabalho traz clareza à visão do JWST”, disse o Dr. Desdoigts. “É muito gratificante ver soluções de software que ampliam o escopo científico do telescópio e saber que é possível fazer isso sem sair do laboratório.”
Dr. Desdoigts ocupa agora uma prestigiada posição de pesquisa de pós-doutorado na Universidade de Leiden, na Holanda.
Ambos os estudos foram publicados no servidor de pré-impressão arXiv. O artigo do Dr. Desdoigts foi revisado por pares e será publicado em breve em Publicações da Sociedade Astronômica Australiana. Estamos emitindo este comunicado de imprensa para coincidir com a última rodada do Programa Universal de Observação, Pesquisa e Pesquisa de Arquivo do Telescópio Espacial James Webb.
O professor associado Benjamin Pope, que apresentou as descobertas no SXSW em Sydney, disse que a equipe de pesquisa estava ansiosa para colocar o novo código nas mãos dos pesquisadores do JWST o mais rápido possível.
