Запущенный NASA в 2021 году космический телескоп «Джеймс Уэбб» расположен примерно в 1 млн миль от Земли (около 1,6 млн км) и не может быть обслужен экипажем, как это было с «Хабблом». Между тем его сверхточные инфракрасные камеры столкнулись с серьёзной проблемой: изображения получались смазанными из-за электронных искажений матрицы, которые оказались примерно в 10 раз сильнее ожидаемого уровня и мешали различать тусклые объекты рядом с яркими звёздами.

Ключевым элементом самых чувствительных наблюдений JWST является режим апертурной масочной интерферометрии (Aperture Masking Interferometry, AMI). Для него в оптическом тракте устанавливается тонкая металлическая маска с отверстиями. Она превращает часть зеркала в набор «мини-телескопов», объединённых как один инструмент, и помогает точно измерять оптические отклонения и искать слабые источники света возле ярких. Однако усиленный электронный эффект — утечка зарядов от самых ярких пикселей детектора к соседним — размывал эти измерения и снижал чувствительность метода.

Чтобы вернуть AMI полную работоспособность, два австралийских учёных разработали систему AMIGO (Aperture Masking Interferometry Generative Observations). Это алгоритм на основе искусственного интеллекта, который обучен воспроизводить поведение оптики и электроники телескопа и вычислительно исправлять утечки зарядов между пикселями. По сути, команда добилась оптимизации работы инструмента кодом, а не механическими доработками. Согласно представленным результатам, AMIGO восстанавливает качество данных AMI и повышает эффективность наблюдений по сравнению с исходным состоянием.

Первые тесты AMIGO описаны в двух работах группы Университета Сиднея. В одной из них команда во главе с аспирантом Луи Дедуа (Louis Desdoigts) с помощью нового алгоритма скорректировала искажения при наблюдении системы HD 206893 на расстоянии около 133 световых лет. До применения AMIGO астрономы знали о существовании там экзопланеты и коричневого карлика, но не могли получить надёжное прямое изображение на фоне ослепляющего света звезды. После коррекции оба объекта ясно выделились на карте системы, продемонстрировав, что улучшенный режим AMI способен уверенно находить очень тусклые спутники у ярких звёзд.

В другом исследовании авторы применили AMIGO к одному из самых сложных наборов целей «Уэбба». Алгоритм позволил получить более резкие и контрастные изображения джетов вещества из окрестностей чёрных дыр, пыли, выбрасываемой двойными звёздами, а также активных вулканических областей на Ио — самом геологически активном спутнике Юпитера. В каждом случае работа алгоритма повышала разборчивость тонких структур, на которые раньше мешали электронные искажения.

Создатели AMIGO подчёркивают, что система находится на стадии развития, но уже показывает, как программные методы могут компенсировать ограничения сложных космических обсерваторий. Подход, проверенный на «Джеймсе Уэббе», рассматривается как перспективный и для будущих миссий, включая космический телескоп Nancy Grace Roman, запуск которого NASA планирует на май 2027 года: его широкое поле обзора — в 100 раз больше поля «Хаббла» — потребует столь же точной обработки данных при поиске тусклых галактик, тёмной энергии и новых экзопланет.