Astronomové vyvinuli metodu, která dokáže v datech Webbova vesmírného teleskopu odhalit planety skryté v záři jejich mateřských hvězd. Nový algoritmus využívající strojové učení dosáhl při testech až patnáctkrát vyšší citlivosti než dosavadní postupy. Vědcům se díky němu podařilo zachytit známou exoplanetu, která byla při předchozím zpracování snímků prakticky neviditelná.
Mezinárodní tým astronomů představil novou metodu zpracování astronomických snímků, která by mohla výrazně usnadnit hledání planet mimo Sluneční soustavu. Studie zveřejněná 4. listopadu v časopise Nature ukazuje, že některé objekty lze odhalit i ve starších pozorováních, aniž by bylo nutné pořizovat nové snímky. Technologie nazvaná FLIP kombinuje fyzikální modelování optických vlastností teleskopu se strojovým učením.
Přímé pozorování exoplanet patří k nejnáročnějším úkolům astronomie. Jejich mateřské hvězdy jsou totiž mnohonásobně jasnější a slabé světlo planet snadno překryjí. Astronomové proto využívají speciální zařízení, která záři hvězd potlačují. Ani ta však nedokážou odstranit všechny rušivé světelné jevy, což následně komplikuje analýzu získaných dat.
Nový algoritmus objevil planetu ukrytou ve starších snímcích
Metoda FLIP vytváří počítačový model světla hvězdy a porovnává ho se skutečným pozorováním. Díky tomu dokáže přesněji odstranit rušivou záři a zvýraznit slabý signál případné planety. Při testech na datech Webbova teleskopu dosáhla v závislosti na pozorovaných podmínkách dvakrát až patnáctkrát vyšší citlivosti oproti běžným postupům.
Výzkumníci nový algoritmus vyzkoušeli například na exoplanetě 51 Eridani b, vzdálené přibližně 97 světelných let od Země. Tento mladý plynný obr byl objeven už v roce 2015, v určitých infračervených pozorováních Webbova teleskopu však jeho signál zůstával skrytý. Nové zpracování umožnilo získat vůbec první přímý snímek planety na vlnové délce 4,3 mikrometru, která je důležitá také pro studium oxidu uhličitého v planetárních atmosférách.
Metoda může pomoci při hledání menších planet
Výsledky naznačují, že astronomové mohou z již pořízených dat získat více informací, než dosud předpokládali. To je důležité především u Webbova teleskopu, jehož pozorovací čas je omezený. Výkonnější zpracování snímků by mohlo pomoci při hledání chladnějších, starších a méně hmotných plynných planet, jejichž slabé světlo se dnes obtížně zachycuje.
Vědci zároveň upozorňují, že nová technologie zatím neumožňuje přímo fotografovat planety podobné Zemi v obyvatelných zónách vzdálených hvězd. V budoucnu by však mohla najít uplatnění také u připravovaných observatoří, například Habitable Worlds Observatory, která se má zaměřit právě na výzkum potenciálně obyvatelných světů.
Dalším krokem bude testování algoritmu na větším množství pozorování a snižování jeho výpočetní náročnosti. Výzkum tak ukazuje, že možnosti současných teleskopů lze posouvat nejen novým hardwarem, ale také dokonalejším zpracováním dat.