Vesmírny teleskop Jamesa Webba odhaľuje vesmír v úžasnej, bezprecedentnej jasnosti.
Aké sú úlohy Webba?
Webb navyše dostane najkompletnejšiepredstavu o objektoch Mliečnej dráhy, konkrétne o niektorých z 5 5 000 planét objavených v Galaxii. Astronómovia používajú presnosť svetelnej analýzy ďalekohľadu na dešifrovanie atmosféry obklopujúcej niektoré z týchto blízkych svetov. Vlastnosti ich atmosfér budú kľúčové pre pochopenie toho, ako exoplanéta vznikla a či sú na nej známky života.
Aký je problém?
Zamestnanci MITInštitút vykonal novú štúdiu. Vedci predpokladajú, že nástroje, ktoré astronómovia zvyčajne používajú na dekódovanie svetelných signálov, nemusia byť dostatočne dobré na presnú interpretáciu údajov nového teleskopu. Najmä modely opacity – nástroje, ktoré modelujú interakciu svetla s hmotou na základe jej vlastností – môžu vyžadovať značné preladenie, aby zodpovedali presnosti Webbových údajov.
Ak tieto modely nie sú dokončené, potom vlastnostiplanetárne atmosféry, ako je ich teplota, tlak a elementárne zloženie, sa môžu rádovo líšiť. To znamená, že vedci sa vo svojich výpočtoch fatálne mýlia.
Ilustrácia Webbovho teleskopu, NASA
Je medzi nimi vedecky významný rozdielobsahujúce zlúčeninu, ako je voda, v množstve 5% a 25%, ktoré moderné modely nedokážu rozlíšiť. Model, ktorý vedci z NASA používajú na dešifrovanie spektrálnych informácií, sa nezhoduje s presnosťou a kvalitou údajov získaných z teleskopu Jamesa Webba. Ako poznamenali vedci, je potrebné vyriešiť problém nepriehľadnosti.
Čo je nepriehľadnosť?
Nepriehľadnosť je miera toho, aké ľahké to jefotóny prechádzajú materiálom. Ako viete, fotóny určitých vlnových dĺžok môžu prechádzať priamo cez materiál, byť absorbované alebo odrazené späť. Všetko závisí od toho, či a ako interagujú s určitými molekulami v materiáli. Takéto interakcie tiež závisia od teploty a tlaku materiálu.
Model nepriehľadnosti funguje na základerôzne predpoklady o tom, ako svetlo interaguje s hmotou. Astronómovia ho používajú na odvodenie určitých vlastností materiálu na základe spektra svetla vyžarovaného materiálom. V kontexte exoplanét umožňuje model opacity dešifrovať typ a množstvo chemikálií v atmosfére planéty na základe svetla, ktoré sa od nej odráža a ktoré je zachytené ďalekohľadom.
Čo sa teraz deje?
Súčasný moderný model nepriehľadnosti,ktorý MIT v porovnaní s klasickým jazykovým prekladovým nástrojom „funguje slušne“. Bežne dešifruje spektrálne údaje získané teleskopmi, ako je Hubbleov vesmírny teleskop.
Prvá fotografia JSWT, NASA
"Zatiaľ je tento Rosettský kameň všetko.""Dobre," píšu vedci. Ale teraz, keď vedci postupujú na „ďalšiu úroveň“ a pracujú s Webbovými ultra presnými prístrojmi, súčasný proces prekladu „nezachytí dôležité jemnosti“. Napríklad také, ktoré odlišujú planétu vhodnú na život od neobývateľnej.
Čo urobili vedci?
V novej štúdii hľadali výskumníci z MITaké atmosférické vlastnosti model získa, ak bude prispôsobený. Cieľom je umožniť určité obmedzenia v chápaní interakcie svetla a hmoty. Výsledkom bolo, že vedci vytvorili osem takýchto „rozrušených“ modelov.
Potom naskladnili každý model vrátaneskutočná verzia, „syntetické spektrá“. Hovoríme o vzorcoch svetla, ktoré vedci vymodelovali. Sú podobné presnosti, ktorú dokázal zaznamenať teleskop Jamesa Webba.
Čo vedci zistili?
Ukázalo sa, že na základe niektorýcha rovnaké svetelné spektrá, každý narušený model poskytuje rozsiahle predpovede vlastností atmosféry planéty. Na základe svojej analýzy vedci dospeli k záveru, že ak by sa existujúce modely opacity aplikovali na svetelné spektrá zachytené Webbovým teleskopom, dosiahli by určitú „stenu presnosti“. Jednoducho povedané, nebudú dostatočne citlivé na to, aby zistili skutočnú teplotu planéty (300 alebo 600 stupňov Kelvina, 26,85 °C - 326,85 °C) a aký plyn zaberá 5 % alebo 25 % vrstvy atmosféry.
Tento rozdiel je dôležitý, aby vedci mohli obmedziť mechanizmy tvorby planét a spoľahlivo identifikovať biologické podpisy.
Tím tiež zistil, že každý model tiežposkytli údaje „dobre prispôsobené“. To znamená, že aj keď narušený model poskytol nesprávne chemické zloženie, generoval svoje svetelné spektrum. Bolo to dosť blízko, aby „zodpovedalo“ originálu.
Čo je spodnom riadku?
Existuje dostatok parametrov, ktoré je potrebné upraviť aj pri nesprávnom modeli, aby dobre sedeli. To znamená, že nemôžete s istotou vedieť, že model je nesprávny.
Vedci prišli s niekoľkými nápadmi, akozlepšiť existujúce modely nepriehľadnosti. Napríklad je potrebné vykonať viac laboratórnych meraní a teoretických výpočtov na spresnenie predpokladov o interakcii svetla a rôznych molekúl. Nevyhnutná je aj spolupráca medzi vedcami z rôznych oblastí. Najmä medzi astronómami a špecialistami na spektroskopiu.
Veľa by sa dalo urobiť, keby sme dokonale vedeli, ako svetlo a hmota interagujú.
Čítaj viac:
Záhadná „modrá kaša“ na dne mora mätie vedcov
Vyvinutý generátor pre veterné elektrárne bez drahých magnetov
Pozrite sa na jav, ktorý je na Marse jednoducho nemožný
Hi-Tech preložila a upravila Jenniferin článokChuova „Štúdia: Astronómovia riskujú nesprávnu interpretáciu planetárnych signálov v údajoch Jamesa Webba“, publikovaná na stránke MIT News, ktorá obsahuje správy o výskume, inováciách a výučbe MIT. Pôvodný článok nájdete na odkaze.
Ilustrácia na obale: Thibaut Roger, Thibaut Roger
Copyright: © CC BY-NC-SA 4.0