Džeimsa Veba kosmiskais teleskops atklāj Visumu satriecošā, nepieredzētā skaidrībā.
Kādi ir Webb uzdevumi?
Turklāt Webb saņems vispilnīgākoideja par Piena Ceļa objektiem, proti, par dažām no 5 000 planētām, kas atklātas Galaktikā. Astronomi izmanto teleskopa gaismas analīzes precizitāti, lai atšifrētu atmosfēru, kas ieskauj dažas no šīm tuvējām pasaulēm. Viņu atmosfēras īpašības būs galvenais, lai saprastu, kā veidojās eksoplaneta un vai uz tās ir dzīvības pazīmes.
Kāda ir problēma?
MIT darbiniekiInstitūts veica jaunu pētījumu. Zinātnieki pieļauj, ka instrumenti, ko astronomi parasti izmanto gaismas signālu atšifrēšanai, var nebūt pietiekami labi, lai precīzi interpretētu jaunā teleskopa datus. Jo īpaši necaurredzamības modeļiem — rīkiem, kas modelē, kā gaisma mijiedarbojas ar matēriju, pamatojoties uz tās īpašībām, — var būt nepieciešama būtiska pārskaņošana, lai tie atbilstu Webb datu precizitātei.
Ja šie modeļi nav pabeigti, tad īpašībasplanētu atmosfēras, piemēram, to temperatūra, spiediens un elementu sastāvs, var atšķirties par lielumu. Tas nozīmē, ka zinātnieki ir liktenīgi nepareizi savos aprēķinos.
Webb teleskopa ilustrācija, NASA
Pastāv zinātniski nozīmīga atšķirība starpkas satur savienojumu, piemēram, ūdeni, 5% un 25% daudzumā, ko mūsdienu modeļi nevar atšķirt. Modelis, ko NASA zinātnieki izmanto spektrālās informācijas atšifrēšanai, neatbilst Džeimsa Veba teleskopa datu precizitātei un kvalitātei. Kā atzīmēja zinātnieki, ir jāatrisina necaurredzamības problēma.
Kas ir necaurredzamība?
Necaurredzamība ir mērs, cik viegli tas irfotoni iziet cauri materiālam. Kā jūs zināt, noteikta viļņa garuma fotoni var tieši iziet cauri materiālam, absorbēt vai atstarot atpakaļ. Tas viss ir atkarīgs no tā, vai un kā tie mijiedarbojas ar noteiktām molekulām materiālā. Šāda mijiedarbība ir atkarīga arī no materiāla temperatūras un spiediena.
Necaurredzamības modelis darbojas, pamatojoties uzdažādi pieņēmumi par to, kā gaisma mijiedarbojas ar vielu. Astronomi to izmanto, lai secinātu noteiktas materiāla īpašības, pamatojoties uz materiāla izstarotās gaismas spektru. Eksoplanetu kontekstā necaurredzamības modelis ļauj atšifrēt veidu un ķīmisko vielu pārpilnība planētas atmosfērā, pamatojoties uz gaismu, kas no tās atstarojas un ko uztver teleskops.
Kas notiek tagad?
Pašreizējais necaurredzamības modelis,ko MIT salīdzināja ar klasisko valodu tulkošanas rīku, "darbojas pienācīgi". Tas parasti atšifrē spektrālos datus, kas iegūti ar teleskopiem, piemēram, Habla kosmosa teleskopu.
Pirmais JSWT, NASA fotoattēls
“Līdz šim šis Rozetas akmens ir viss"Labi," raksta zinātnieki. Bet tagad, kad zinātnieki pāriet uz "nākamo līmeni", strādājot ar Webb īpaši precīziem instrumentiem, pašreizējais tulkošanas process "neattēs svarīgos smalkumus". Piemēram, tādas, kas atšķir dzīvībai piemērotu planētu no neapdzīvojamas.
Ko zinātnieki ir izdarījuši?
Jaunā pētījumā MIT pētnieki meklējakādas atmosfēras īpašības modelis saņems, ja tas tiks pielāgots. Mērķis ir pieļaut noteiktus ierobežojumus, lai saprastu, kā gaisma un matērija mijiedarbojas. Rezultātā zinātnieki izveidoja astoņus šādus “traucētos” modeļus.
Pēc tam viņi uzglabāja katru modeli, tostarpreālā versija, “sintētiskie spektri”. Mēs runājam par gaismas modeļiem, kurus ir modelējuši zinātnieki. Tie ir līdzīgi Džeimsa Veba teleskopa ierakstīšanas precizitātei.
Ko zinātnieki uzzināja?
Izrādījās, ka, pamatojoties uz dažiemun tie paši gaismas spektri, katrs traucētais modelis sniedz liela mēroga prognozes par planētas atmosfēras īpašībām. Pamatojoties uz savu analīzi, zinātnieki secināja, ka, ja esošie necaurredzamības modeļi tiktu piemēroti gaismas spektriem, ko uztver Webb teleskops, tie sasniegtu noteiktu "precizitātes sienu". Vienkārši sakot, tie nebūs pietiekami jutīgi, lai noskaidrotu reālo planētas temperatūru (300 vai 600 grādi pēc Kelvina, 26,85 °C - 326,85 °C) un to, kāda gāze aizņem 5% vai 25% no atmosfēras slāņa.
Šī atšķirība ir svarīga, lai zinātnieki varētu ierobežot planētu veidošanās mehānismus un droši identificēt biosignatūras.
Komanda arī atklāja, ka katrs modelis arīnodrošināja "labu atbilstību" datiem. Tas nozīmē, ka pat tad, ja traucētais modelis nodrošināja nepareizu ķīmisko sastāvu, tas radīja savu gaismas spektru. Tas bija pietiekami tuvu, lai "atbilst" oriģinālam.
Kāda ir apakšējā līnija?
Ir pietiekami daudz parametru, kas ir jāpielāgo, pat ja modelis ir nepareizs, lai tie būtu labi piemēroti. Tas nozīmē, ka nevar droši zināt, ka modelis ir nepareizs.
Zinātnieki ir nākuši klajā ar vairākām idejām par to, kāuzlabot esošos necaurredzamības modeļus. Piemēram, ir nepieciešami vairāk laboratorijas mērījumu un teorētisku aprēķinu, lai precizētu pieņēmumus par gaismas un dažādu molekulu mijiedarbību. Nepieciešama arī sadarbība starp dažādu nozaru zinātniekiem. Jo īpaši starp astronomiem un spektroskopijas speciālistiem.
Daudz varētu izdarīt, ja mēs lieliski zinātu, kā gaisma un matērija mijiedarbojas.
Lasīt vairāk:
Noslēpumainā “zilā ķemme” jūras dzelmē mulsina zinātniekus
Izstrādāts ģenerators vēja parkiem bez dārgiem magnētiem
Paskatieties uz fenomenu, kas uz Marsa ir vienkārši neiespējams
Hi-Tech tulkoja un adaptēja Dženiferas rakstuChu "Pētījums: astronomi riskē nepareizi interpretēt planētu signālus Džeimsa Veba datos", kas publicēts MIT News, vietnē, kas aptver ziņas par MIT pētniecību, inovācijām un mācīšanu. Oriģinālo rakstu var atrast saitē.
Vāka ilustrācija: Thibout Roger, Thibout Roger
Autortiesības: © CC BY-NC-SA 4.0