کشف سیاره‌ای پنهان در تصاویر تلسکوپ جیمز وب با روشی تازه برای حذف نور ستاره

ستاره‌شناسان سیاره‌ای را که تا پیش از این در خارج از منظومه شمسی ما پنهان مانده بود، در تصاویر از پیش موجود تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) یافتند. آنان این کار را با روشی محاسباتی تازه انجام دادند که در مقاله‌ای در نشریه نیچر توصیف شده و چهارم نوامبر به‌صورت آنلاین منتشر شد.

سیاره‌های خارج از منظومه شمسی ما که سیاره‌های فراخورشیدی نامیده می‌شوند، به دلیل درخشش شدید ستاره میزبانشان به‌سختی دیده می‌شوند. روش تازه که Physics-based Learning for Imaging Planets یا به‌اختصار FLIP نام دارد، از یک نسخه مجازی یا «دوقلوی دیجیتال» از دوربین مادون‌قرمز نزدیک (NIRCam) تلسکوپ وب استفاده می‌کند. این تیم یک مدل فیزیکی دقیق از دوربین ساخت و با ابزارهای بهینه‌سازی مبتنی بر یادگیری ماشین، میلیون‌ها متغیر را تا زمانی که شبیه‌سازی با مشاهدات واقعی مطابقت یابد، تنظیم کرد. این فرایند مدلی دقیق از درخشش ستاره به دست می‌دهد که سپس می‌توان آن را از تصاویر اصلی کم کرد.

بر پایه این مقاله، در آزمایش روی سیاره‌های شناخته‌شده، روش FLIP به حساسیت تشخیصی دو تا ۱۵ برابر بیشتر از روش‌های معمول دست یافت.

رودریگو فررر-چاوز، نویسنده اصلی مقاله و دانشجوی تحصیلات تکمیلی دانشگاه نورث‌وسترن، گفت نواقص کوچک تلسکوپ عامل محدودکننده‌ای برای نوع سیاره‌هایی که می‌توان تصویربرداری کرد، نیستند. از میان نویسندگان همکار می‌توان به کیتی بومن از دانشگاه کالتک و جیسون وانگ از دانشگاه نورث‌وسترن اشاره کرد. تلاش پیشین برای آموزش مدل‌های یادگیری ماشین به‌منظور پیش‌بینی الگوهای نور ستاره ناکام ماند و همین موضوع تیم را به سوی رویکرد مبتنی بر فیزیک سوق داد.

پژوهشگران می‌گویند از روش FLIP می‌توان برای جست‌وجوی سیاره‌هایی که در بایگانی تلسکوپ وب از قلم افتاده‌اند استفاده کرد و این روش می‌تواند روی تلسکوپ‌های دیگر نیز کار کند. آنان همچنین معتقدند این روش می‌تواند به ماموریت‌های آینده مانند رصدخانه پیشنهادی ناسا به نام Habitable Worlds Observatory یاری رساند. تیم پژوهشی قصد دارد این روش را بهبود دهد و آن را با ابزارهای دیگر، از جمله تلسکوپ فضایی رومن و تلسکوپ‌های زمینی، بیازماید.