في الليل ينظر التلسكوب إلى نجم، لكنه يراه بقعة مرتجفة. فالغلاف الجوي للأرض يتحرك باستمرار، والضوء المار عبره ينحني كما ينحني شعاع مصباح يدوي عبر الماء. وقد تعلّم الفلكيون منذ زمن تصحيح هذا الارتجاف بالبصريات التكيّفية (adaptive optics): فمرآة التلسكوب تغيّر شكلها مئات المرات في الثانية لتسوّي موجة الضوء. لكن حتى بعد هذا التصحيح تبقى تشوّهات دقيقة، ومن دون معرفة شكلها الدقيق لا يمكن قياس سطوع مجرّة بعيدة أو شكلها.

عادةً تُلتقط هذه البصمة من نجم مرجعي ساطع قريب من الهدف. لكن مثل هذه النجوم لا تتوافر دائمًا. أما طريقة PSF-R الجديدة فتستعيد شكل التشوّه دون النظر إلى النجم نفسه، بل من بيانات عمل البصريات التكيّفية فقط. وهذا شبيه بعوّامة تحسّ بالموجة دون أن تراها: فمن حركة العوّامة يمكن استعادة شكل الموجة. ويسجّل التلسكوب كيف صحّحت المرآة الضوء، ومن هذه السجلات يحسب كيف كان التشوّه.

وقد اختبر العلماء الطريقة على تلسكوب VLT الحقيقي بأداة ERIS. ورصدوا ثلاثة نجوم: واحدًا مرجعيًا للبصريات التكيّفية واثنين على مسافة 7 و16 ثانية قوسية. وللاستعادة استخدموا فقط القياسات المرسلة (telemetry) من البصريات التكيّفية، ومقاطع الاضطراب في الغلاف الجوي، وتوقعات الرياح. ثم ضُغطت كل المعلومات في ثلاث طبقات من الغلاف الجوي وقُورنت النتيجة بالتشوّهات الحقيقية.

وقد بقيت هذه الدقة حتى مسافات تبلغ نصف الزاوية المتساوية التشوّه (نحو 2 ثانية قوسية). وبعد ذلك ارتفع الخطأ إلى 20%. وأظهرت مجموعة بيانات واحدة اضطرابًا مبالغًا فيه، ربما بسبب طول موجة قصير. وأكدت المحاكاة النتائج، وبيّنت أن الدقة على تلسكوب ELT المستقبلي بمرآة قطرها 39 مترًا ستكون أعلى، لأن المرآة الأكبر توفّر معلومات أكثر للاستعادة.

والطريقة جاهزة للتطبيق على ELT. فبالنسبة لكاميرا MICADO ستُنشأ خدمة PSF-R تُصدر تلقائيًا أشكال التشوّه المستعادة لجميع المستخدمين. وسيحسّن ذلك دقة القياسات للأجسام الممتدة الساطعة، مثل المجرّات والعناقيد النجمية، وسيتيح رصد أهداف دون نجوم مرجعية ساطعة. إن العوّامة التي تحسّ بالموجة ستفتح أعماقًا جديدة من الكون.