Как разглядеть невидимое в космосе экспресс
Ночное небо на снимке телескопа похоже на фотографию, сделанную через запотевшее стекло: яркие звёзды видны, но всё слабое тонет в мутной пелене. Эта пелена — шум, случайные помехи от электроники, тепла и самой атмосферы. Часть шума повторяется от снимка к снимку, как царапина на стекле, и её можно вычислить и убрать.
Алгоритм ASTERIS делает именно это. Он просматривает много снимков одной и той же области неба, сделанных в разное время, и учится отличать настоящий свет далёких объектов от повторяющихся помех. Как опытный реставратор, который знает, какие пятна на старой картине — грязь, а какие — замысел художника, алгоритм очищает изображение, не трогая сами звёзды и галактики.
Проверка на реальных снимках космического телескопа Джеймса Уэбба и наземного телескопа Subaru подтвердила силу метода. Алгоритм выявил едва заметные структуры в галактиках и дуги, созданные гравитационным линзированием — когда массивный объект искривляет свет далёкой галактики, как линза. А на глубоких снимках Уэбба ASTERIS нашёл в три раза больше кандидатов в галактики с красным смещением больше 9, чем прежние методы. Это галактики, свет которых шёл к нам более 13 миллиардов лет — почти от начала времён.
Теперь астрономы могут заглядывать ещё глубже в прошлое Вселенной, не дожидаясь более мощных телескопов. Достаточно умной очистки уже полученных данных — и туманное стекло становится прозрачным.
Одна звёздная величина — это разница в яркости примерно в 2.5 раза. Улучшение на одну величину позволяет видеть объекты, которые раньше были скрыты шумом, как будто телескоп стал заметно больше.
В романе Карла Сагана «Контакт» героиня слышит сигнал из космоса, скрытый в шуме. ASTERIS делает похожее, но для изображений: вытаскивает слабый сигнал из-под горы помех.