Dois estudantes de doutorado de Sydney ajudaram a restaurar a visão nítida do observatório espacial mais poderoso do mundo sem nunca sair do chão. Louis Desdoigts, agora pesquisador de pós-doutorado na Universidade de Leiden, na Holanda, e seu colega Max Charles celebraram sua conquista com tatuagens do instrumento que repararam, gravadas em seus braços — uma lembrança duradoura de sua contribuição para a ciência espacial.
Uma Solução de Software Inovadora
Pesquisadores da Universidade de Sydney desenvolveram uma solução de software inovadora que corrigiu a desfocagem nas imagens capturadas pelo telescópio espacial James Webb (JWST), da NASA, que custou bilhões. Sua descoberta restaurou a precisão total de um dos principais instrumentos do telescópio, alcançando o que antes exigiria uma cara missão de reparo realizada por astronautas.
Esse sucesso se baseia no único componente projetado na Austrália do JWST, 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 que os astrônomos capturem imagens ultra-alta resolução de estrelas e exoplanetas. Ele funciona combinando a luz de diferentes seções do espelho principal do telescópio, um processo conhecido como interferometria. Quando o JWST começou suas operações científicas, os pesquisadores perceberam que o desempenho do AMI estava sendo afetado por distorções eletrônicas sutis em seu detector de câmera infravermelha. Essas distorções causaram uma leve desfocagem nas imagens, semelhante ao conhecido erro óptico inicial do telescópio Hubble, que precisou ser corrigido por caminhadas espaciais de astronautas.
Resolvendo um Problema Espacial da Terra
Em vez de tentar um reparo físico, os estudantes de doutorado Louis Desdoigts e Max Charles, trabalhando com o professor Tuthill e o professor associado Ben Pope (da Universidade de Macquarie), conceberam uma técnica de calibração puramente baseada em software para corrigir a distorção a partir da Terra.
O sistema deles, chamado AMIGO (Aperture Masking Interferometry Generative Observations), utiliza simulações avançadas e redes neurais para replicar como a óptica e a eletrônica do telescópio funcionam no espaço. Ao identificar um problema onde a carga elétrica se espalha levemente para pixels vizinhos — um fenômeno chamado efeito mais brilhante-gordo — a equipe projetou algoritmos que corrigiram digitalmente as imagens, restaurando completamente o desempenho do AMI.
“Em vez de enviar astronautas para fixar novas peças, eles conseguiram resolver tudo com código,” disse o professor Tuthill. “É um exemplo brilhante de como a inovação australiana pode ter um impacto global na ciência espacial.”
Visões Mais Nítidas do Universo
Os resultados têm sido impressionantes. Com o uso do AMIGO, o telescópio espacial James Webb entregou suas imagens mais nítidas até agora, capturando objetos celestiais tênues com detalhes sem precedentes. Isso inclui imagens diretas de um exoplaneta dim e uma anã marrom 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 precisão renovada do AMI. Usando a calibração aprimorada, o telescópio produziu imagens nítidas de um jato de buraco negro, a superfície flamejante da lua Io de Júpiter e os ventos estelares carregados de poeira de WR 137 — mostrando que o JWST agora pode investigar mais fundo e mais claro do que antes.
“Esse trabalho traz a visão do JWST em um foco ainda mais nítido,” disse Dr. Desdoigts. “É incrivelmente gratificante ver uma solução de software ampliar o alcance científico do telescópio — e saber que foi possível sem nunca sair do laboratório.”
Dr. Desdoigts agora conseguiu uma prestigiosa 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 na Publicações da Sociedade Astronômica da Austrália. Publicamos este comunicado para coincidir com a mais recente rodada de programas de observação geral, pesquisa e arquivamento do telescópio James Webb.
O professor associado Benjamin Pope, que apresentou essas descobertas na SXSW Sydney, disse que a equipe de pesquisa estava ansiosa para passar o novo código para os pesquisadores que trabalham com o JWST o mais rápido possível.
