Прямое фотографирование экзопланеты — планеты у другой звезды — задача, сравнимая с попыткой увидеть светлячка на фоне мощного прожектора. Земная атмосфера непрерывно турбулентна: слои воздуха разной температуры и плотности хаотично перемешиваются, и свет звезды, проходя сквозь них, дрожит и размывается. В телескопе это проявляется как быстро пляшущие пятна — спеклы, маскирующие слабый свет планеты.
Чтобы подавить атмосферное дрожание, применяют адаптивную оптику — систему, в которой гибкое зеркало меняет форму сотни раз в секунду, компенсируя искажения волнового фронта. Но даже после такой коррекции остаточные помехи сохраняются, и учёные ищут способы их дальнейшего уменьшения.
Группа исследователей опробовала новый подход: заглянуть в «дневник» самой адаптивной оптики. Ключевой элемент здесь — датчики волнового фронта, которые с частотой в сотни герц регистрируют, как именно искривляется приходящий свет. Если передать эти записи компьютерной модели, воспроизводящей оптическую схему телескопа, можно гораздо точнее восстановить, как выглядело пятно от звезды — и затем вычесть его из итогового снимка. Модель строилась на основе оптики коронографа ERIS, установленного на Очень Большом Телескопе в Чили.
Однако возникла заминка. Камера, фиксирующая итоговое изображение, и датчики адаптивной оптики дрожат чуть по-разному — как два пассажира в автобусе на ухабах: их трясёт несинхронно. Это расхождение, или джиттер, мешает точно воссоздать форму звёздного пятна по данным волнового фронта. Авторы предложили план: измерить этот джиттер и найти его механическую причину. Если удастся это сделать, снимки экзопланет станут заметно чище, приближая нас к прямому наблюдению далёких миров.
Спеклы на астрономических снимках похожи на «снег» в старом телевизоре — только они не случайны, а повторяют узор, наведённый атмосферой и оптикой.