A James Webb űrteleszkóp lenyűgöző, soha nem látott tisztasággal tárja fel az univerzumot.
Mik a Webb feladatai?
Ezen kívül Webb megkapja a legteljesebbetegy ötlet a Tejútrendszer tárgyairól, nevezetesen a galaxisban felfedezett 5 000  bolygó némelyikéről. A csillagászok a távcsöves fényelemzés pontosságát használják a közeli világok némelyikét körülvevő légkör megfejtésére. Légkörük tulajdonságai kulcsfontosságúak lesznek annak megértéséhez, hogyan alakult ki az exobolygó, és hogy vannak-e rajta életjelek.
Mi a probléma?
MIT munkatársaiAz intézet új tanulmányt végzett. A tudósok azt feltételezik, hogy a csillagászok által a fényjelek dekódolására használt eszközök nem biztos, hogy elég jók az új távcső adatainak pontos értelmezéséhez. Különösen az átlátszatlansági modellek – olyan eszközök, amelyek a fény és az anyag közötti kölcsönhatást modellezik tulajdonságai alapján – jelentős áthangolást igényelhetnek, hogy megfeleljenek a Webb-adatok pontosságának.
Ha ezek a modellek nincsenek véglegesítve, akkor a tulajdonságoka bolygó légkörei, például hőmérsékletük, nyomásuk és elemi összetételük nagyságrendekkel eltérhet. Ez azt jelenti, hogy a tudósok végzetesen tévednek számításaikban.
Webb teleszkóp illusztráció, NASA
Tudományosan jelentős különbség van aközött5% és 25% mennyiségben tartalmaz olyan vegyületet, mint a víz, amelyet a modern modellek nem tudnak megkülönböztetni. Az a modell, amelyet a NASA tudósai a spektrális információk megfejtésére használnak, nem egyezik a James Webb teleszkópból nyert adatok pontosságával és minőségével. Amint a tudósok megjegyezték, meg kell oldani az átlátszatlanság problémáját.
Mi az átlátszatlanság?
Az átlátszatlanság annak mértéke, hogy mennyire könnyűa fotonok áthaladnak az anyagon. Mint tudják, bizonyos hullámhosszúságú fotonok közvetlenül áthaladhatnak egy anyagon, elnyelhetik vagy visszaverődnek. Minden attól függ, hogy kölcsönhatásba lépnek-e bizonyos molekulákkal az anyagon belül, és hogyan. Az ilyen kölcsönhatások az anyag hőmérsékletétől és nyomásától is függenek.
Az átlátszatlansági modell az alapján működikkülönböző feltevések arról, hogy a fény hogyan lép kölcsönhatásba az anyaggal. A csillagászok arra használják, hogy az anyag által kibocsátott fény spektruma alapján következtessenek egy anyag bizonyos tulajdonságaira. Az exobolygókkal összefüggésben az átlátszatlansági modell lehetővé teszi a típus és a típus megfejtését. a bolygó atmoszférájában található vegyi anyagok bősége a róla visszaverődő és a teleszkóp által befogott fény alapján.
Mi folyik itt?
A jelenlegi modern átlátszatlansági modell,amelyet az MIT egy klasszikus nyelvi fordítóeszközhöz hasonlított: „tisztességesen működik”. Általában megfejti a teleszkópokkal, például a Hubble Űrtávcsővel nyert spektrális adatokat.
Az első fotó a JSWT-ről, NASA
„Eddig ez a Rosetta-kő minden„Rendben” – írják a tudósok. De most, hogy a tudósok a „következő szintre” lépnek, Webb rendkívül precíz műszereivel dolgoznak, a jelenlegi fordítási folyamat „nem fogja megragadni a fontos finomságokat”. Például azokat, amelyek megkülönböztetik az életre alkalmas bolygót a lakhatatlantól.
Mit tettek a tudósok?
Egy új tanulmányban az MIT kutatói azt kerestékmilyen légköri tulajdonságokat kap a modell, ha testreszabják. A cél az, hogy bizonyos korlátokat engedjünk meg a fény és az anyag kölcsönhatásának megértésében. Ennek eredményeként a tudósok nyolc ilyen „megzavart” modellt hoztak létre.
Ezután minden modellt feltöltöttek, beleértvevalódi változata, „szintetikus spektruma”. A tudósok által modellezett fénymintákról beszélünk. Hasonlóak ahhoz a pontossághoz, amelyet a James Webb teleszkóp képes rögzíteni.
Mit tudtak meg a tudósok?
Kiderült néhány alapjánés ugyanazok a fényspektrumok, mindegyik perturbált modell nagyszabású előrejelzést ad a bolygó légkörének tulajdonságairól. Elemzésük alapján a tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy ha a meglévő átlátszatlansági modelleket alkalmaznák a Webb-teleszkóp által rögzített fényspektrumokra, akkor azok elérnének egy bizonyos „pontossági falat”. Egyszerűen fogalmazva, nem lesznek elég érzékenyek ahhoz, hogy megtudják a bolygó valós hőmérsékletét (300 vagy 600 Kelvin fok, 26,85 °C - 326,85 °C), és hogy milyen gáz foglalja el a légköri réteg 5 vagy 25 százalékát.
Ez a különbség azért fontos, hogy a tudósok korlátozhassák a bolygóképződési mechanizmusokat és megbízhatóan azonosíthassák a biológiai aláírásokat.
A csapat azt is megállapította, hogy minden modell is„jó illeszkedést” biztosított az adatokhoz. Ez azt jelenti, hogy még ha a megzavart modell rossz kémiai összetételt adott is, létrehozta a fényspektrumát. Elég közel volt ahhoz, hogy "megfeleljen" az eredetinek.
Mi a lényeg?
Van elég paraméter, amit még rossz modell esetén is módosítani kell a jó illeszkedés érdekében. Ez azt jelenti, hogy nem tudhatja biztosan, hogy a modell hibás.
A tudósok több ötlettel is előálltak, hogyana meglévő átlátszatlansági modellek javítása. Például több laboratóriumi mérést és elméleti számítást kell végezni a fény és a különböző molekulák kölcsönhatására vonatkozó feltételezések finomításához. A különböző területeken dolgozó tudósok együttműködésére is szükség van. Különösen a csillagászok és a spektroszkópiai szakemberek között.
Sokat lehetne tenni, ha tökéletesen tudnánk, hogyan hatnak egymásra a fény és az anyag.
Olvass tovább:
A tenger fenekén lévő titokzatos „kék ragacs” megzavarja a tudósokat
Szélfarmok számára kifejlesztett generátor drága mágnesek nélkül
Nézz meg egy jelenséget, ami egyszerűen lehetetlen a Marson
A Hi-Tech lefordította és adaptálta Jennifer cikkétChu „Tanulmánya: A csillagászok azt kockáztatják, hogy félreértelmezik a bolygójeleket James Webb adataiban”, amelyet az MIT News-ban tett közzé, amely az MIT kutatásáról, innovációjáról és oktatásáról szóló híreket közöl. Az eredeti cikk a linken található.
Borító illusztráció: Thibaut Roger, Thibaut Roger
Szerzői jog: © CC BY-NC-SA 4.0