Cuando la NASA lanzó su telescopio espacial James Webb, con un costo de 10 mil millones de dólares , en 2021, los científicos aclamaron la misión como el mayor logro de su tipo en más de tres décadas. Sin embargo, pronto detectaron un problema importante con la cámara más sofisticada del mundo: sus imágenes salían borrosas. Para solucionar este problema, dos investigadores australianos desarrollaron un programa de inteligencia artificial llamado AMIGO (Observaciones Generativas por Interferometría de Enmascaramiento de Apertura) para abordar los problemas de resolución en las cámaras más potentes del telescopio Webb.
Este avance pone de manifiesto cómo las enormes distancias de satélites como el Telescopio Espacial James Webb (JWST) pueden complicar su mantenimiento y reparación. Ubicado a un millón de millas de la Tierra, el telescopio no se puede reparar con la misma facilidad que su predecesor, el Telescopio Espacial Hubble. Como referencia, cuando la NASA lanzó el Hubble en 1990, los problemas de alineación de las lentes hicieron necesaria una misión especial del transbordador espacial Endeavour para instalar nuevos componentes ópticos. Sin embargo, con el JWST, los ajustes manuales son imposibles. AMIGO es una ingeniosa solución que permite a los investigadores ajustar la forma en que el JWST interpreta y procesa los datos, en lugar de tener que viajar por el sistema solar para ajustar las lentes. Esto se logra restaurando el interferómetro de enmascaramiento de apertura (AMI) de la cámara, una fina lámina de metal perforada que permite a los investigadores determinar si la cámara presenta desalineaciones ópticas basándose en la luz que filtra.
El JWST es capaz de fotografiar las galaxias más antiguas del universo y está transformando la manera en que los científicos lo observan . En menos de cinco años, el telescopio ha captado imágenes de galaxias nacidas hace más de 13.500 millones de años, ha desenterrado lo que algunos creen que son estrellas alimentadas por materia oscura, ha descubierto agujeros negros supermasivos e incluso ha redefinido la visión científica de las primeras etapas del universo. Con las mejoras que ofrece AMIGO, el Telescopio Espacial James Webb podría abrir una ventana a las preguntas más antiguas de la humanidad.
Reparando el telescopio más caro del mundo
Para comprender cómo AMIGO resolvió el problema fotográfico más costoso del mundo, primero hay que entender cómo funciona el Telescopio Espacial James Webb. Básicamente, el Webb utiliza una serie de espejos para reflejar la luz infrarroja hacia los instrumentos de registro de imágenes del telescopio. El tamaño de estos espejos, el mayor de los cuales pesa más de 680 kg y mide 6,4 metros de diámetro, permite al Webb capturar imágenes de alta resolución de galaxias extremadamente tenues y distantes. Durante este proceso, el Webb experimentó un problema común en las cámaras infrarrojas llamado efecto electrónico, en el que los píxeles más brillantes de la imagen se filtraban entre sí, difuminando así la imagen. Según los investigadores, el problema fue diez veces mayor de lo previsto inicialmente, lo que dificultó el estudio de planetas distantes que aparecían más tenues que sus estrellas.
Para corregir este problema, los investigadores crearon el sistema AMIGO para solucionar las distorsiones electrónicas del telescopio Webb, enseñándole a replicar su óptica y electrónica. De esta forma, el programa aprendió a corregir los casos en los que las cargas eléctricas se propagaban entre píxeles vecinos, lo que permitió al equipo recuperar el rendimiento del AMIGO a niveles sin precedentes. Como afirmó un investigador vinculado al proyecto en un comunicado de prensa : «En lugar de enviar astronautas a instalar piezas nuevas, lograron solucionar los problemas mediante código». Según los investigadores, el programa AMIGO ha ayudado al telescopio a fotografiar planetas más lejanos que nunca, lo que permite aislar objetos espaciales más tenues y obtener imágenes más nítidas con mayor resolución.
AMIGO en acción
Inmediatamente después del lanzamiento de AMIGO, investigadores de la Universidad de Sídney han publicado dos artículos innovadores que demuestran las nuevas capacidades del JWST. En el primero, dirigido por el estudiante de doctorado Louis Desdoigts, los investigadores utilizaron el sistema AMIGO para corregir las distorsiones electrónicas del telescopio al observar sistemas estelares distantes. En el estudio, el telescopio Webb capturó imágenes de un exoplaneta y una enana marrón a unos 133 años luz de distancia. Antes de las correcciones, los científicos conocían la existencia de estos objetos distantes, pero no podían obtener evidencia visual debido a la luz de su estrella cercana, HD 206893. Sin embargo, después de las correcciones, ambos objetos aparecieron en el mapa del sistema estelar distante. Como demuestra el estudio, las nuevas funcionalidades AMI del telescopio permitirán a los científicos buscar planetas desconocidos con resoluciones antes impensables.
AMIGO también ha permitido al Webb producir imágenes más nítidas, capturando instantáneas impresionantes de agujeros negros, lunas incandescentes y vientos estelares polvorientos a lo lejos. En un segundo estudio , los investigadores volvieron a examinar algunos de los objetivos más difíciles del telescopio, llevando al límite sus capacidades. En este estudio, el telescopio utilizó AMIGO para capturar el polvo que se arremolina alrededor de un par de estrellas distantes, los chorros que emanan de agujeros negros y los volcanes lunares más activos de Júpiter en Ío.
Aunque el sistema AMIGO se encuentra en fase de desarrollo, los investigadores confían en que podría inaugurar una nueva era en la ciencia espacial para el Telescopio Espacial James Webb y su sucesor, el Telescopio Espacial Nancy Grace Roman de la NASA. Con su lanzamiento previsto para mayo de 2027, el observatorio tendrá un campo de visión 100 veces mayor que el del Hubble, lo que permitirá a los científicos observar aproximadamente mil millones de galaxias mientras investigan la energía y la materia oscuras, exoplanetas distantes y la astrofísica infrarroja. Eso sí, siempre y cuando los recortes presupuestarios del presidente Trump no trunquen el proyecto antes de su puesta en marcha.
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