🔭 Este algoritmo iguala los telescopios terrestres a los telescopios espaciales
El nuevo algoritmo, bautizado como ImageMM, fue desarrollado por el matemático Yashil Sukurdeep de la Universidad Johns Hopkins. Se basa en el método de Mayorización-Minimización, un enfoque matemático que permite modelar cómo la luz atraviesa la atmósfera turbulenta. Al comprender estas distorsiones, el algoritmo puede corregirlas digitalmente, revelando detalles que antes estaban ocultos. Las pruebas en el telescopio Subaru de ocho metros, ubicado en el Mauna Kea en Hawái, mostraron mejoras significativas en comparación con las técnicas anteriores.
Comparación de una imagen típica del Subaru (izquierda), su mejora con técnicas anteriores (centro) y el resultado final con ImageMM (derecha).
Crédito: Yashil Sukurdeep (Johns Hopkins University) et al/Subaru Telescope.
La atmósfera terrestre actúa como un velo en movimiento, deformando la luz debido a las variaciones de temperatura, presión y partículas en suspensión. Este fenómeno, llamado "seeing" por los astrónomos, hace que las estrellas centelleen y reduce la nitidez de las imágenes. Para remediarlo, los científicos utilizan sistemas de óptica adaptativa que ajustan en tiempo real los espejos de los telescopios, pero estos métodos no eliminan todas las imperfecciones. ImageMM va más allá al analizar una serie de observaciones imperfectas para reconstruir una imagen casi ideal, como si se mirara a través de un aire de calma absoluta.
La aplicación prevista para ImageMM concierne al observatorio Vera C. Rubin en Chile, que comenzará sus operaciones científicas este año. Uno de sus objetivos es cartografiar la materia oscura en el Universo midiendo cómo su masa deforma ligeramente la luz de las galaxias, un efecto denominado lente gravitacional débil. Al refinar las imágenes, el algoritmo permitirá detectar estas deformaciones con mayor precisión, esencial para desentrañar los misterios de este componente invisible del Universo.
Aunque los telescopios espaciales como Hubble y James Webb ofrecen imágenes de mejor calidad, tienen un campo de visión restringido. En cambio, el Vera C. Rubin cubre una amplia porción del cielo, equivalente a siete lunas llenas. Al combinar esta extensión con la nitidez aportada por ImageMM, los astrónomos podrán realizar estudios a gran escala con una resolución mejorada. Como destacó Tamás Budavári de Johns Hopkins, incluso una pequeña ganancia en calidad puede tener un impacto enorme en las observaciones de los observatorios terrestres que cuestan miles de millones.
Los prometedores resultados de ImageMM abren el camino a una nueva era para la astronomía terrestre. Al impulsar los límites de la resolución, esta herramienta podría ayudar a responder preguntas fundamentales sobre la estructura del Universo. Los trabajos han sido publicados en The Astronomical Journal, marcando un hito importante hacia observaciones más claras y precisas desde nuestro planeta.
La óptica adaptativa: corregir las turbulencias atmosféricas en tiempo real
La óptica adaptativa es una tecnología utilizada en los grandes telescopios terrestres para compensar los efectos de la atmósfera. Funciona proyectando un láser hacia el cielo para crear una estrella artificial de referencia, cuyas fluctuaciones se miden continuamente.
Una computadora analiza estos datos y controla actuadores que deforman ligeramente el espejo del telescopio, varias centenas de veces por segundo. Estos ajustes contrarrestan las distorsiones atmosféricas, permitiendo obtener imágenes más nítidas.
Esta técnica es particularmente útil para la observación de planetas, estrellas y galaxias cercanas, donde la resolución es primordial. Ha permitido competir con los telescopios espaciales para ciertas aplicaciones, sin los elevados costes de lanzamiento.
Sin embargo, la óptica adaptativa no elimina completamente el desenfoque y puede verse limitada por las condiciones meteorológicas. Por eso, algoritmos como ImageMM complementan estos sistemas en postprocesamiento para alcanzar una calidad de imagen óptima.