现代JWST图像显影技术揭示了星系NGC 5728的微弱特征

梅森·莱斯特和克里斯·帕克汉姆

2024年1月25日至今 Mason Leist 在距离地球1.27亿光年远的世界杯官方app物理与天文学系的办公室里远程研究超大质量黑洞的图像.

世界杯官方app研究生研究助理领导的一项研究发表在 天文杂志，对所获得的图像进行改进的最佳方法 詹姆斯·韦伯科学望远镜 (JWST)使用一种称为反褶积的数学方法. 他的任务是银河活动、环面和流出量调查(GATOS)，以加强JWST对NGC 5728星系的观测.

GATOS团队由世界杯官方app教授和Leist的博士导师共同领导 Chris Packham由于对黑洞的研究，他获得了入选JWST的时间.

莱斯特说:“这令人难以置信地谦卑. “不仅仅是处理JWST数据, 这是一个很好的机会和大量的科学, 但是和我们的合作者一起工作. 与GATOS的其他成员合作是一种非常不可思议的经历. 我想告诉大家，这项工作代表了来自14个国家的35个研究所的个人的努力.”

“与GATOS的其他成员合作是一种非常令人难以置信的经历.”

詹姆斯·韦伯科学望远镜获得的图像，使用一种叫做反褶积的数学方法进行了改进.

Leist对活动星系核(AGN)的模拟和观测图像进行反卷积, 这是NGC 5728星系中心的一个区域. 活动星系核的中心发动机, 它由一个炙热而动荡的吸积盘组成，围绕着一个被厚厚的气体和尘埃环所包裹的超大质量黑洞旋转, 在AGN之间的反馈中起着关键作用, 宿主星系和星系间介质.

他在两年多的时间里对AGN的模拟观测测试了五种反卷积算法. 在测试的五种方法中 Kraken算法 对模拟AGN模型图像质量的改善最大，因此应用于NGC 5728的JWST观测. Kraken是一种高性能的多帧反褶积算法，由 Douglas Hope and Stuart Jefferies 乔治亚州立大学.

JWST在五个不同的波长上观测到NGC 5728. 在这些观测中，只在一个波长上看到了一个微弱的延伸特征. Leist对数据进行反卷积, 在所有波长都显示出微弱的扩展发射特征, 证明了Kraken反卷积在提高JWST图像质量和增强微弱扩展发射特征方面的有效性.

“我们认为，延伸可能是超大质量黑洞流出物的一部分，可能与宿主星系相互作用. 还有很多科学工作要做，”莱斯特说. “很难在所有JWST图像中区分扩展结构, 而是通过反卷积技术, 我们对图像数据进行了简化，以揭示隐藏的微弱发射特征.”

这个过程也是与 威利奇科夫, 世界杯官方app的Adobe Creative Cloud支持专家, 谁帮助为这项研究创建了一套科学准确的彩色图像.

Leist的工作证明反褶积是一种有效和准确的图像处理工具. Similar methods, 他和帕克汉姆说, 可以应用到更广泛的科学案例使用JWST观测. 这种方法引起了从事JWST图像处理工作的科学家们的极大兴趣.

“我们正在利用JWST的数据进行重要的工作，”Packham说. “但这很重要，因为通过使用这种方法，我们可以改进原始数据，获得更好的图像质量，以看到那些模糊的细节. 它显示了由世界杯官方app共同领导的GATOS内部合作的力量.”

Leist的工作是加强JWST对NGC 5728星系的观测，这是进一步揭开宇宙起源之谜的一块新拼图. 反卷积图像的全部范围和其他天体物理结果将在GATOS正在进行的即将进行的研究中进行描述.

帕克汉姆解释说:“这可以追溯到宇宙大爆炸后不久星系的形成。. “如果我们真的想了解我们在银河系中的位置, 在我们的太阳系和整个宇宙中, 我们必须了解银河系中黑洞内部发生了什么, indeed, other galaxies. 我们可以了解我们的星系、太阳系、地球和地球上的生命的形成. 这是大问题的一部分.”

— Ari Castañeda