Webb: Ein optisches Modell findet einen Planeten in seinen Daten wieder
· Redaktion BehindLines
Ein bereits bekannter Planet kann in einem dennoch aufgezeichneten Bild unsichtbar bleiben. Ein von Northwestern aus geleitetes Team schlägt vor, diese Beobachtungen besser auszuwerten, mit FLIP, einer auf Physik beruhenden Bildberechnung, die am 4. November in Nature vorgestellt wurde. Northwestern und Caltech beschreiben eine Verarbeitung, die das Licht des Sterns genau modelliert, um das schwache Signal eines benachbarten Planeten herauszulösen.
Das störende Licht rekonstruieren
Ein Koronograf verdeckt einen Teil des Glanzes des Sterns. Es bleiben jedoch Lichtspuren, die einen Planeten überdecken können. Winzige Veränderungen im Teleskop verändern diese Spuren; das Bild einfach mit dem eines anderen Sterns zu vergleichen, genügt daher nicht immer.
FLIP erstellt eine digitale Darstellung des Instruments. Die Forschenden passen ihre Parameter an, um den Weg des Lichts und die während der Beobachtung vorhandenen optischen Unvollkommenheiten nachzubilden. Anschließend ziehen sie dieses berechnete Sternlicht vom Bild ab. Die Rechenwerkzeuge ähneln denen, mit denen Modelle des maschinellen Lernens trainiert werden, doch die Methode beruht auf der Physik des Instruments.
Ein bereits aufgezeichnetes Signal wiederfinden
Das Team wertete Beobachtungen des James-Webb-Weltraumteleskops erneut aus. Es fand dabei insbesondere 51 Eridani b wieder, einen zuvor vom Boden aus identifizierten Riesenplaneten, in Daten, in denen die herkömmliche Verarbeitung ihn nicht erkennen ließ. Das Neue ist diese Wiedergewinnung in den Webb-Beobachtungen, nicht die ursprüngliche Entdeckung der Welt.
Die Institutionen geben eine verbesserte Empfindlichkeit um den Faktor 2 bis 15 an, je nach verglichenen Beobachtungen. Diese Spanne bedeutet nicht, dass alle Bilder vom maximalen Gewinn profitieren. Sie beschreibt die vorgestellten Versuche, ohne die Entdeckung eines beliebigen Planeten zu garantieren.
Der unmittelbare Nutzen liegt darin, Archive mit besseren Werkzeugen erneut aufzugreifen. Die Anwendungen auf andere Instrumente und auf künftige Observatorien bleiben Forschungsperspektiven. Das Ergebnis zeigt so, wie die Berechnung den Bau von Teleskopen ergänzen kann, ausgehend von tatsächlich aufgezeichneten Beobachtungen.