Vesmírný dalekohled Jamese Webba odhaluje vesmír v ohromující, bezprecedentní jasnosti.
Jaké jsou úkoly Webba?
Webb navíc obdrží nejúplnějšípředstavu o objektech Mléčné dráhy, konkrétně o některých z 5 5 000 planet objevených v Galaxii. Astronomové používají přesnost analýzy světla dalekohledem k dešifrování atmosféry obklopující některé z těchto blízkých světů. Vlastnosti jejich atmosfér budou klíčové pro pochopení toho, jak exoplaneta vznikla a zda na ní existují známky života.
Co je za problém?
Zaměstnanci MITÚstav provedl novou studii. Vědci spekulují, že nástroje, které astronomové obvykle používají k dekódování světelných signálů, nemusí být dost dobré k přesné interpretaci dat nového dalekohledu. Zejména modely opacity – nástroje, které modelují, jak světlo interaguje s hmotou na základě jejích vlastností – mohou vyžadovat značné přeladění, aby odpovídaly přesnosti Webbových dat.
Pokud tyto modely nejsou dokončeny, pak vlastnostiplanetární atmosféry, jako je jejich teplota, tlak a elementární složení, se mohou řádově lišit. To znamená, že vědci se ve svých výpočtech fatálně mýlí.
Ilustrace Webbova dalekohledu, NASA
Je mezi nimi vědecky významný rozdílobsahující sloučeninu jako je voda v množství 5 % a 25 %, kterou moderní modely nedokážou rozlišit. Model, který vědci z NASA používají k dešifrování spektrálních informací, neodpovídá přesnosti a kvalitě dat získaných z teleskopu Jamese Webba. Jak poznamenali vědci, je nutné vyřešit problém neprůhlednosti.
Co je neprůhlednost?
Neprůhlednost je měřítkem toho, jak snadné to jefotony procházejí materiálem. Jak víte, fotony určitých vlnových délek mohou procházet přímo materiálem, být absorbovány nebo odraženy zpět. Vše závisí na tom, zda a jak interagují s určitými molekulami v materiálu.Takové interakce závisí také na teplotě a tlaku materiálu.
Model opacity funguje na základěrůzné předpoklady o tom, jak světlo interaguje s hmotou. Astronomové jej používají k odvození určitých vlastností materiálu na základě spektra světla vyzařovaného materiálem. V kontextu exoplanet umožňuje model opacity dešifrovat typ a množství chemikálií v atmosféře planety na základě světla, které se od ní odráží a které zachycuje dalekohled.
Co se teď děje?
Současný moderní model neprůhlednosti,který MIT ve srovnání s klasickým jazykovým překladovým nástrojem „funguje slušně“. Normálně dešifruje spektrální data získaná teleskopy, jako je Hubbleův vesmírný dalekohled.
První fotografie JSWT, NASA
"Zatím je tento Rosettský kámen vše.""Dobře," píší vědci. Ale nyní, když vědci přecházejí na „další úroveň“ a pracují s Webbovými ultra-přesnými přístroji, současný proces překladu „nezachytí důležité jemnosti“. Například takové, které odlišují planetu vhodnou pro život od neobyvatelné.
Co vědci udělali?
V nové studii hledali vědci z MITjaké atmosférické vlastnosti model získá, bude-li přizpůsoben. Cílem je umožnit určitá omezení v chápání toho, jak světlo a hmota interagují. V důsledku toho vědci vytvořili osm takových „rozrušených“ modelů.
Poté naskladnili každý model včetněskutečná verze, „syntetická spektra“. Mluvíme o vzorcích světla, které vědci modelovali. Jsou podobné přesnosti, kterou dokázal zaznamenat teleskop Jamese Webba.
Co vědci zjistili?
Ukázalo se, že na základě některýcha stejná světelná spektra, každý narušený model poskytuje rozsáhlé předpovědi vlastností atmosféry planety. Na základě své analýzy vědci došli k závěru, že pokud by byly stávající modely opacity aplikovány na světelná spektra zachycená Webbovým dalekohledem, dosáhly by určité „stěny přesnosti“. Jednoduše řečeno, nebudou dostatečně citliví, aby zjistili skutečnou teplotu planety (300 nebo 600 stupňů Kelvina, 26,85 °C - 326,85 °C) a jaký plyn zabírá 5 % nebo 25 % vrstvy atmosféry.
Tento rozdíl je důležitý, aby vědci mohli omezit mechanismy tvorby planet a spolehlivě identifikovat biologické podpisy.
Tým také zjistil, že každý model taképoskytly „dobrý soulad“ s daty. To znamená, že i když narušený model poskytl špatné chemické složení, generoval své světelné spektrum. Bylo to dost blízko, aby to "odpovídalo" originálu.
Jaký je konečný výsledek?
Existuje dostatek parametrů, které je třeba upravit, a to i u špatného modelu, aby dobře seděly. To znamená, že nemůžete s jistotou vědět, že model je nesprávný.
Vědci přišli s několika nápady, jakzlepšit stávající modely neprůhlednosti. Například je třeba provést další laboratorní měření a teoretické výpočty, aby se upřesnily předpoklady o interakci světla a různých molekul. Nezbytná je také spolupráce mezi vědci z různých oborů. Zejména mezi astronomy a specialisty na spektroskopii.
Hodně by se dalo udělat, kdybychom dokonale věděli, jak se světlo a hmota vzájemně ovlivňují.
Přečtěte si více:
Tajemné „modré bahno“ na dně moře mate vědce
Vyvinutý generátor pro větrné elektrárny bez drahých magnetů
Podívejte se na jev, který je na Marsu prostě nemožný
«Хайтек» перевел и адаптировал статью Дженнифер Chu's "Study: Astronomers risk misinterpretation planetárních signálů v datech Jamese Webba", publikovaná na MIT News, stránce pokrývající zprávy o MIT výzkumu, inovacích a výuce. Původní článek najdete v odkazu.
Obálka: Thibaut Roger, Thibaut Roger
Copyright: © CC BY-NC-SA 4.0