两名来自悉尼的博士生在不离开地面的情况下，帮助恢复了世界上最强大的空间天文台的清晰视觉。现在是荷兰莱顿大学博士后研究员的路易斯·德斯多伊茨和他的同事麦克斯·查尔斯用他们修复的仪器的纹身来庆祝他们的成就——这是他们对空间科学贡献的永久纪念。
突破性的软件修复
悉尼大学的研究人员开发了一种创新的软件解决方案，可以纠正美国国家航空航天局耗资数十亿美元的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)拍摄的图像中的模糊现象。他们的突破恢复了望远镜关键仪器之一的完全精度，实现了曾经需要昂贵的宇航员维修任务。
这一成功建立在JWST唯一由澳大利亚设计的部件——孔径掩蔽干涉仪(AMI)的基础上。由悉尼大学物理学院和悉尼天文研究所的Peter Tuthill教授创建的AMI允许天文学家捕捉恒星和系外行星的超高分辨率图像。它的工作原理是将来自望远镜主镜不同部分的光结合起来，这个过程被称为干涉测量法。当JWST号开始它的科学操作时，研究人员注意到AMI的性能受到其红外摄像探测器中微弱电子失真的影响。这些扭曲造成了微妙的图像模糊，让人想起哈勃太空望远镜著名的早期光学缺陷，必须通过宇航员太空行走来纠正。
从地球上解决一个太空问题
博士生路易斯·德斯多伊茨和麦克斯·查尔斯没有尝试物理修复，而是与图希尔教授和本·波普副教授(在麦考瑞大学)合作，设计了一种纯粹基于软件的校准技术来修复来自地球的失真。
他们的系统名为AMIGO(孔径掩模干涉测量生成观测)，使用先进的模拟和神经网络来复制望远镜的光学和电子设备在太空中的功能。通过查明电荷轻微扩散到邻近像素的问题——这种现象被称为更亮更胖效应——该团队设计了数字校正图像的算法，完全恢复了AMI的性能。“他们没有派宇航员去安装新零件，而是设法用代码来修复东西，”塔希尔教授说。“这是澳大利亚创新如何在太空科学领域产生全球影响的一个出色例子。”
对宇宙更清晰的看法
结果是惊人的。随着AMIGO的投入使用，詹姆斯·韦伯太空望远镜已经提供了迄今为止最清晰的图像，以前所未有的细节捕捉到了微弱的天体。这包括一颗暗淡的系外行星和一颗红棕色矮星的直接图像，它们围绕附近的恒星HD 206893旋转，距离地球约133光年。
麦克斯·查尔斯领导的一项相关研究进一步证明了AMI的新精确度。使用改进的校准，望远镜产生了黑洞射流、木星卫星木卫一炽热表面和WR 137充满尘埃的星风的清晰图像——表明JWST现在可以比以前探测得更深更清晰。
“这项工作使JWST的视野更加清晰，”德斯多伊茨博士说。“看到一个软件解决方案扩展了望远镜的科学研究范围，并且知道不需要离开实验室就可以实现这一点，这是令人难以置信的回报。”
德斯多伊茨博士现在已经在荷兰莱顿大学获得了一个享有盛誉的博士后研究职位。
这两项研究都发表在印前服务器arXiv上。Desdoigts博士的论文已经通过了同行评审，不久将发表在澳大利亚天文学会出版物。我们已经发布了这个新闻稿，以配合最新一轮的詹姆斯韦伯太空望远镜一般观察员，调查和档案研究计划。
副教授Benjamin Pope在悉尼SXSW会议上介绍了这些发现，他说研究小组渴望尽快把新代码送到研究JWST的研究人员手中。
