Un equipo de astrofísicos ha desarrollado una nueva técnica computacional llamada FLIP, capaz de eliminar el resplandor estelar en las imágenes del Telescopio Espacial James Webb (JWST) para revelar exoplanetas previamente ocultos. Este método mejora la sensibilidad de las observaciones entre dos y 15 veces, permitiendo detectar mundos que antes eran invisibles para los procesos de imagen convencionales.
La técnica del gemelo digital
El método, denominado Physics-based Learning for Imaging Planets (FLIP), no utiliza inteligencia artificial, sino que se basa en un modelado físico preciso. El equipo, liderado por Rodrigo Ferrer-Chavez de la Northwestern University, implementó una estrategia de optimización de varios pasos que utiliza un modelo físico flexible para alcanzar la fidelidad necesaria en los datos reales.
El proceso comienza con una función de dispersión de punto simulada y utiliza el descenso de gradiente para optimizar el rendimiento del modelo basándose en datos de una estrella real. El proceso tarda aproximadamente 35 minutos en una unidad de procesamiento gráfico NVIDIA A30.
Recuperación del exoplaneta 51 Eridani b
La eficacia de FLIP fue probada reanalizando datos de archivo del JWST. El equipo examinó cuatro conjuntos de datos, incluyendo tres estrellas con compañeros conocidos (HIP 65426 y 51 Eridani) y una sin planetas detectados (TYC 5899). FLIP logró recuperar la señal del planeta 51 Eridani b a 4.3 micras, un espectro donde el dióxido de carbono absorbe luz intensamente, revelando detalles sobre la riqueza en elementos pesados de su atmósfera.
Para la estrella TYC 5899, el enfoque aumentó la sensibilidad de las observaciones por un factor de 15. Este incremento en la capacidad de limpieza de imágenes es fundamental, ya que permite analizar regiones más cercanas a las estrellas. Los investigadores señalan que, aunque los coronagrafos del JWST bloquean gran parte de la luz estelar, las imperfecciones mecánicas y térmicas siempre dejan patrones difusos que oscurecen los objetos débiles; FLIP supera estas limitaciones de estabilidad del telescopio mediante su modelo físico.
Impacto en futuras misiones espaciales
El desarrollo de esta herramienta podría influir significativamente en el diseño de futuros observatorios, como el Habitable Worlds Observatory (HWO) de la NASA, cuya planificación apunta a la década de 2040. Actualmente, estos telescopios requieren una estabilidad óptica extrema para realizar imágenes directas, a menudo a escalas de picómetros, un desafío de ingeniería que es entre 100 y 1,000 veces más estable que el JWST actual.
Rodrigo Ferrer-Chavez sostiene que, si el procesamiento de imágenes puede limpiar mejor el resplandor estelar, se puede permitir que el hardware tenga una mayor tolerancia al movimiento. Como parte del trabajo, el equipo también recibió apoyo de instituciones como el Space Telescope Science Institute, la Sloan Foundation, el Amazon AI4Science Discovery Award y la National Science Foundation.
El estudio, titulado Imágenes de exoplanetas por debajo del límite de estabilidad del telescopio
, fue publicado en la revista Nature (DOI: 10.1038/s41586-026-11213-z). Los investigadores esperan que este nuevo paradigma sea aplicable a cualquier instrumento dedicado a la imagen directa de exoplanetas, facilitando el descubrimiento de mundos más fríos, pequeños y distantes que anteriormente eludían la detección, permitiendo así comprender mejor la formación y evolución de los sistemas planetarios y la tipicidad de nuestro propio sistema solar.
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