Quand vous regardez le fond d'une piscine, l'eau tremble et les petits cailloux paraissent flous. De la même façon, l'atmosphère terrestre tremble et brouille la lumière des étoiles pour un télescope. Pour corriger cela, les télescopes font appel à l'optique adaptative : le miroir change rapidement de forme, comme s'il aplanissait la surface de l'eau. Mais même après cela, de petites distorsions subsistent, et les astronomes doivent connaître leur forme exacte pour mesurer correctement la luminosité et la forme d'objets lointains.

D'ordinaire, on capture cette empreinte sur une étoile brillante proche de la cible, mais ces étoiles ne sont pas toujours disponibles. La nouvelle méthode PSF-R reconstitue la forme de la distorsion sans regarder l'étoile, uniquement à partir des données de fonctionnement de l'optique adaptative. C'est comme un flotteur qui sent la vague sans la voir : par le mouvement du flotteur, on peut reconstituer la forme de la vague. Le télescope enregistre comment le miroir a corrigé la lumière, et à partir de ces enregistrements il calcule quelle était la distorsion.

Les chercheurs ont testé la méthode sur un vrai télescope, le VLT. Ils ont observé trois étoiles et n'ont utilisé que les données de correction du miroir, les profils de turbulence et les prévisions de vent. Le résultat a coïncidé avec les distorsions réelles avec une précision d'environ 10 %. C'est suffisant pour les besoins scientifiques. Sur le futur télescope ELT, dont le miroir mesure 39 mètres, la précision sera encore meilleure, car un miroir plus grand fournit plus d'informations. La méthode fonctionnera automatiquement pour tous les utilisateurs, ce qui améliorera l'observation des galaxies et des amas d'étoiles.