Фотографія, надана Інститутом астрофізики Канарії його дослідника Серджо Веласко в Північному оптичному телескопі обсерваторії Роке де лос Мучачос в Ла Пальмі. EFE/IAC

техніка

Інституту астрофізики Канарії (IAC) вдалося покращити чіткість і роздільну здатність зображень, зроблених його обсерваторіями, до рівнів, порівнянних з рівнями, досягнутими космічним телескопом Хаббл завдяки технології, спочатку розробленій для підводних застосувань.

Телескопи для "занурення серед зірок"

Цей прогрес у галузі телескопів був досягнутий на останньому засіданні Іспанського товариства астрономії під назвою "Дайвінг серед зірок", оскільки насправді це стало можливим завдяки співпраці астрофізика з іншим великим консорціумом громадський вчений островів, Океанська платформа Канарських островів (Плокан) та Інститут прикладної мікроелектроніки Університету Лас-Пальмас-де-Гран-Канарія (IUMA).

Астрономи, як правило, завжди дивляться на зірки в місцях з чистим небом, як правило, над хмарами, але навіть у чисті ночі в обсерваторіях на Ла-Пальма і Тенеріфе вони не можуть запобігти спотворень турбулентності в атмосфері, коли вони вказують так далеко.

Щоб виправити цей ефект, IAC вже довгий час працює з технікою, яка називається "Щасливе зображення", яка базується на зйомці тисяч фотографій з великою швидкістю об'єкта, щоб обробити їх, знайти його найяскравіші пікселі та рекомбінувати їх потім з це посилання, щоб отримати фотографію з більш високою роздільною здатністю.

"Морська вода і повітря в атмосфері - рідини, що піддаються турбулентності"

Однак алгоритм супер-роздільної здатності, вдосконалений дослідниками Густаво Марреро з IUMA та Едуардо Кеведо з Плокана, для обробки підводних відеороликів покращує їх результати.

Чому техніка, призначена для підводних записів, працює при погляді в космос? "Оскільки в кінці дня це однаково: морська вода і повітря в атмосфері - це дві рідини, що піддаються турбулентності", пояснює Серхіо Веласко, дослідник IAC.

Його колега Едуардо Кеведо зазначає, що цей алгоритм супер-роздільної здатності має ту особливість, що він базується на аналізі руху зображень, який не просто додає пікселі, а вдається розумно виявити, які шматочки головоломки відсутні у більшій роздільній здатності кадру від інформації в попередньому та наступних кадрах.

Два дослідники підкреслюють, що врешті-решт це було особливо корисно для астрономічних спостережень, оскільки ця техніка не робить жодної "фотографії" об'єктів у космосі, на яких фокусуються телескопи, а десятки тисяч (від 50 000 до 200 000 на об'єкт), які потім обробляються та інтегруються.

Хоча ці зображення зроблені з дуже високою швидкістю, зірки "рухаються" в кадрі через вплив атмосфери, так що те, що спочатку може здатися невеликою точкою світла, стає "дифузною кулею". Але, в будь-якому випадку, "вони рухаються". і виявляється, що сила підводного алгоритму супер-роздільної здатності полягає у використанні переваги руху.

Едуардо Кеведо підкреслює, що для астрономії цей прийом пропонує велику перевагу перед іншими, що збільшують роздільну здатність зображень: якщо ви просто додасте пікселі до фотографії зірки, галактики чи дуже далекої планети, ви, ймовірно, сфальсифікуєте результати, які можна отримати з нього, щоб з’ясувати властивості того об’єкта, який він має лише своє світло.

IAC вже випробував цю нову техніку "занурення серед зірок" із зображеннями, зробленими приладом FastCam, у телескопи TCS (телескоп Карлоса Санчеса), на Тейде та НЕ (скандинавський оптичний телескоп), на Роке де Лос Мучачос та поширює його на прилад нового покоління AOLI (Адаптивна оптика Lucky Imager) у телескопі Вільяма Гершеля на Ла-Пальма, другому за величиною з багатьох обсерваторій.

Алгоритм, який покращить супутникові знімки

Цей алгоритм супер-роздільної здатності працює не тільки для перегляду з Землі в космос, а й у зворотному напрямку, тому технологічний центр IAC (IACTec) вже працює над його точним налаштуванням для покращення зображень, зроблених супутниками.

"Завдяки цій науково-технічній синергії ми зможемо досягти резолюцій, яких ніколи раніше не бачили, щоб покращити астрономічний імідж, вирішальний в епоху гігантських телескопів, таких як Європейський надзвичайно великий телескоп (E-ELT) або Тридцятиметровий телескоп (TMT) ", - кажуть Серхіо Веласко та Едуардо Кеведо.