UTSA研究人员通过JWST图像技术揭示了星系NGC5728的微弱特征
梅森·莱斯特 (Mason Leist)正在 UTSA 物理与天文学系的办公室里，在距离地球 1.27 亿光年的地方远程工作，研究超大质量黑洞的图像。
UTSA 研究生研究助理领导了一项研究，该研究发表在《天文学杂志》上，研究了使用称为反卷积的数学方法来改进詹姆斯·韦伯科学望远镜(JWST)获得的图像的最佳方法。国际科学家团队银河活动、环面和外流调查 ( GATOS )委托他加强 JWST 对 NGC 5728 星系的观测。
GATOS 团队由 UTSA 教授和 Leist 的博士生导师Chris Packham共同领导，因其对黑洞的研究而获得了 JWST 的奖励。
“这真是令人难以置信，”莱斯特说。“不仅要与 JWST 数据合作(这是一个绝佳的机会和大量的科学知识)，还要与我们的合作者合作。在这方面与 GATOS 的其他成员合作是一次非常令人难以置信的经历。我想告诉人们，这项工作代表了来自 14 个国家的研究所 35 名个人的努力。”
Leist 对活动星系核 (AGN) 的模拟和观测图像进行了去卷积，该区域位于 NGC 5728 星系的中心区域。活动星系核的中央引擎由围绕中心超大质量黑洞旋转的热湍流吸积盘组成由厚厚的气体和尘埃环组成，在活动星系核、宿主星系和星系间介质之间的反馈中发挥着关键作用。
两年来，他在活动星系核的模拟观测中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，因此被应用于NGC 5728的JWST观测。Kraken是由Douglas Hope领导的研究团队开发的高性能多帧反卷积算法和佐治亚州立大学的斯图尔特 ·杰弗里斯。
JWST 在五个不同波长下观察到 NGC 5728。在这些观察中，仅在一个波长中看到微弱的扩展特征。当 Leist 对数据进行去卷积时，所有波长中都显示出微弱的扩展发射特征，这证明了 Kraken 去卷积在提高 JWST 图像质量和增强微弱扩展发射特征方面的有效性。
“我们相信这种延伸可能是超大质量黑洞流出物的一部分，该黑洞可能与宿主星系相互作用。还有很多科学工作需要完成，”莱斯特说。“很难区分所有 JWST 图像中的扩展结构，但通过使用反卷积技术，我们减少了图像数据以揭示隐藏的微弱发射特征。”
该过程还与 UTSA 的 Adobe Creative Cloud 支持专家Willie Schaefer合作，他帮助为该研究创建了一组科学准确的彩色图像。
Leist 的工作证明反卷积是一种高效且准确的图像处理工具。他和帕克汉姆说，类似的方法可以通过 JWST 观测应用于更广泛的科学案例。该方法引起了从事 JWST 图像处理工作的科学家同行的极大兴趣。
“我们正在利用 JWST 数据开展重要工作，”帕克汉姆说。“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并获得更好的图像质量，以看到那些较微弱的细节。它显示了由 UTSA 共同领导的 GATOS 内部的合作实力。”
Leist 增强 JWST 对 NGC 5728 星系观测的工作是进一步揭开宇宙起源之谜的新拼图。GATOS 目前正在进行的研究将描述去卷积图像和其他天体物理结果的全部范围。
“这可以追溯到大爆炸后不久星系的产生，”帕克汉姆解释道。“如果我们真的想了解我们在银河系、太阳系以及整个宇宙中的位置，我们就必须了解我们银河系乃至其他星系的黑洞内正在发生什么。我们可以了解银河系、太阳系、地球和地球上生命的形成。这确实是大局问题的一部分。”
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