טלסקופ החלל ג'יימס ווב חושף את היקום בבהירות מדהימה וחסרת תקדים.
מהן המשימות של ווב?
בנוסף, ווב יקבל את השלם ביותררעיון על האובייקטים של שביל החלב, כלומר על חלק מ 5 000 כוכבי הלכת שהתגלו בגלקסיה. אסטרונומים משתמשים בדיוק של ניתוח אור טלסקופ כדי לפענח את האטמוספירה המקיפה חלק מהעולמות הסמוכים הללו. המאפיינים של האטמוספרות שלהם יהיו המפתח להבנה כיצד נוצר כוכב הלכת החיצוני והאם יש עליו סימני חיים.
מה הבעיה?
צוות MITהמכון ערך מחקר חדש. מדענים משערים שהכלים שבהם משתמשים אסטרונומים בדרך כלל כדי לפענח אותות אור עשויים שלא להיות טובים מספיק כדי לפרש במדויק את נתוני הטלסקופ החדש. בפרט, מודלים של אטימות - כלים המדגימים כיצד האור מתקשר עם החומר על סמך תכונותיו - עשויים לדרוש כוונון משמעותי מחדש כדי להתאים לדיוק הנתונים של Webb.
אם המודלים הללו אינם סופיים, אז המאפייניםאטמוספרות פלנטריות, כגון הטמפרטורה, הלחץ והרכב היסודות שלהן, יכולות להיות שונות בסדר גודל. משמעות הדבר היא שמדענים טועים אנושות בחישוביהם.
איור טלסקופ ווב, נאס"א
יש הבדל משמעותי מבחינה מדעית ביניהםהמכילה תרכובת כמו מים בכמות של 5% ו-25%, שדגמים מודרניים לא יכולים להבחין בהם. המודל שבו משתמשים מדעני נאס"א כדי לפענח מידע ספקטרלי אינו תואם את הדיוק והאיכות של הנתונים המתקבלים מטלסקופ ג'יימס ווב. כפי שציינו מדענים, יש צורך לפתור את בעיית האטימות.
מהי אטימות?
אטימות היא מדד לכמה זה קלפוטונים עוברים דרך החומר. כידוע, פוטונים באורכי גל מסוימים יכולים לעבור ישירות דרך חומר, להיספג או להשתקף בחזרה. הכל תלוי בשאלה האם וכיצד הן מתקשרות עם מולקולות מסוימות בתוך החומר אינטראקציות כאלה תלויות גם בטמפרטורה ובלחץ של החומר.
מודל האטימות עובד על בסיסהנחות שונות לגבי האופן שבו אור מקיים אינטראקציה עם חומר. אסטרונומים משתמשים בו כדי להסיק תכונות מסוימות של חומר על סמך ספקטרום האור הנפלט מהחומר. בהקשר של כוכבי לכת חיצוניים, מודל האטימות מאפשר לפענח את הסוג ו שפע של כימיקלים באטמוספירה של כוכב לכת המבוסס על האור המוחזר ממנו ונלכד על ידי הטלסקופ.
מה קורה עכשיו?
מודל האטימות המודרני הנוכחי,ש-MIT בהשוואה לכלי תרגום שפה קלאסי "עובד בצורה נאותה". בדרך כלל הוא מפענח נתונים ספקטרליים המתקבלים על ידי טלסקופים כמו טלסקופ החלל האבל.
תמונה ראשונה של JSWT, נאס"א
"עד כה, אבן הרוזטה הזו היא הכל"בסדר", כותבים המדענים. אבל עכשיו, כשהמדענים עוברים ל"רמה הבאה", בעבודה עם המכשירים האולטרה-מדוייקים של ווב, תהליך התרגום הנוכחי "לא יתפוס את הדקויות החשובות". למשל, אלה שמבדילים בין כוכב לכת המתאים לחיים מכוכב שאינו ראוי למגורים.
מה עשו המדענים?
במחקר חדש, חוקרי MIT חיפשואילו מאפיינים אטמוספריים יקבל הדגם אם הוא מותאם אישית. המטרה היא לאפשר מגבלות מסוימות בהבנת האופן שבו אור וחומר מתקשרים. כתוצאה מכך, מדענים יצרו שמונה מודלים "מוטרדים" כאלה.
לאחר מכן הם מלאי כל דגם כוללגרסה אמיתית, "ספקטרה סינתטית". אנחנו מדברים על דפוסי אור שמדענים עיצבו. הם דומים לדיוק שטלסקופ ג'יימס ווב יכול לתעד.
מה גילו המדענים?
התברר כי, בהתבסס על כמהואותן ספקטרום אור, כל מודל מופרע מספק תחזיות בקנה מידה גדול של תכונות האטמוספירה של כוכב הלכת. בהתבסס על הניתוח שלהם, המדענים הגיעו למסקנה שאם מודלים של אטימות קיימים יושמו על ספקטרום האור שנלכד על ידי טלסקופ Webb, הם יגיעו ל"קיר של דיוק" מסוים. במילים פשוטות, הם לא יהיו רגישים מספיק כדי לגלות את הטמפרטורה האמיתית של כוכב הלכת (300 או 600 מעלות קלווין, 26.85 מעלות צלזיוס - 326.85 מעלות צלזיוס) ואיזה גז תופס 5% או 25% מהשכבה האטמוספרית.
ההבדל הזה חשוב כדי שמדענים יוכלו להגביל את מנגנוני היווצרות כוכבי לכת ולזהות באופן אמין חתימות ביולוגיות.
הצוות גם מצא שכל דגם גםסיפק "התאמה טובה" לנתונים. המשמעות היא שגם אם המודל המופרע סיפק הרכב כימי שגוי, הוא יצר את ספקטרום האור שלו. זה היה מספיק קרוב כדי "להתכתב" למקור.
מה השורה התחתונה?
יש מספיק פרמטרים שצריך להתאים, אפילו עם הדגם הלא נכון, כדי לקבל התאמה טובה. זה אומר שאתה לא יכול לדעת בוודאות שהדגם שגוי.
מדענים העלו כמה רעיונות כיצדלשפר מודלים קיימים של אטימות. לדוגמה, יש לבצע יותר מדידות מעבדה וחישובים תיאורטיים כדי לחדד הנחות לגבי האופן שבו אור ומולקולות שונות מתקשרות. יש צורך גם בשיתוף פעולה בין מדענים מתחומים שונים. בפרט, בין אסטרונומים ומומחי ספקטרוסקופיה.
אפשר לעשות הרבה אם היינו יודעים בצורה מושלמת כיצד אור וחומר מתקשרים.
קרא עוד:
ה'בלו הכחול' המסתורי בקרקעית הים מבלבל את המדענים
גנרטור פותח לחוות רוח ללא מגנטים יקרים
תראו תופעה שפשוט בלתי אפשרית במאדים
היי-טק תרגם ועידם את המאמר של ג'ניפר"המחקר של צ'ו: אסטרונומים מסתכנים בפירוש שגוי של אותות פלנטריים בנתוני ג'יימס ווב", שפורסם ב-MIT News, אתר שמסקר חדשות על מחקר, חדשנות והוראה של MIT. את המאמר המקורי ניתן למצוא בקישור.
איור כריכה: טיבו רוג'ר, טיבו רוג'ר
זכויות יוצרים: © CC BY-NC-SA 4.0