Учёные разработали метод, который позволяет удалять из снимков телескопов яркий свет звёзд и находить скрытые за ним экзопланеты — планеты за пределами Солнечной системы. Подход уже помог обнаружить планету, которую ранее не удавалось увидеть на архивных данных космического телескопа «Джеймс Уэбб». В испытаниях на известных объектах новая технология показала чувствительность в два–15 раз выше, чем традиционные методы.
Метод получил название Physics-based Learning for Imaging Planets, или FLIP — обучение на основе физических моделей для съёмки планет. Он использует цифровую копию инфракрасной камеры NIRCam, установленной на «Джеймсе Уэббе». Такая модель воспроизводит работу прибора и помогает определить, как свет звезды распространяется внутри оптической системы.
Даже небольшие искажения в работе телескопа могут изменить вид звезды на снимке. При попытке убрать её свечение остаточный свет способен полностью перекрыть гораздо более слабый сигнал от планеты. FLIP учитывает миллионы возможных отклонений и на их основе создаёт точную модель изображения звезды, после чего рассчитанное свечение вычитается из исходных данных.
Идея технологии возникла после неудачной попытки обучить систему машинного обучения предсказывать структуру звёздного света. Исследователи изменили подход и стали применять вычислительные методы для физических расчётов, регулируя большое число параметров модели. В результате FLIP объединил законы оптики и возможности современных алгоритмов оптимизации, что позволило точнее воспроизводить реальные наблюдения.
Разработчики считают, что новый инструмент поможет повторно изучать уже собранные архивы «Джеймса Уэбба» и искать планеты, которые остались незамеченными. Технология не ограничивается этим телескопом и может использоваться с другими космическими и наземными обсерваториями. Учёные также намерены проверить её совместимость с телескопом имени Нэнси Грейс Роман.
Метод может оказаться полезным для будущих миссий, направленных на поиск планет, похожих на Землю. Например, предполагаемая обсерватория обитаемых миров должна будет напрямую наблюдать планеты в обитаемых зонах звёзд, подобных Солнцу, хотя их свет может быть примерно в 10 млрд раз слабее звёздного. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature, о них сообщает ScienceDaily.