Астрономы рискуют неправильно интерпретировать планетарные сигналы в данных Джеймса Уэбба

Космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба показывает вселенную с впечатляющей, беспрецедентной четкостью. Сверхострое инфракрасное зрение обсерватории прорезало космическую пыль, чтобы осветить некоторые из самых ранних структур во Вселенной, наряду с ранее скрытыми звездными яслями и вращающимися галактиками, лежащими в сотнях миллионов световых лет от нас.


В дополнение к тому, что Уэбб сможет заглянуть дальше во Вселенную, чем когда-либо прежде, он получит наиболее полное представление об объектах в нашей собственной галактике, а именно о некоторых из 5000 планет, обнаруженных в Млечном Пути. Астрономы используют точность анализа света телескопа, чтобы расшифровать атмосферу, окружающую некоторые из этих близлежащих миров. Свойства их атмосфер могут дать ключ к пониманию того, как сформировалась планета и есть ли на ней признаки жизни.

Но новое исследование Массачусетского технологического института предполагает, что инструменты, которые астрономы обычно используют для декодирования световых сигналов, могут быть недостаточно хороши для точной интерпретации данных нового телескопа. В частности, модели непрозрачности — инструменты, которые моделируют взаимодействие света с материей в зависимости от свойств материи — могут нуждаться в значительной перенастройке, чтобы соответствовать точности данных Уэбба, говорят исследователи.

Если эти модели не доработаны? Исследователи предсказывают, что свойства планетарных атмосфер, такие как их температура, давление и элементный состав, могут отличаться на порядок.

«Существует научно значимая разница между содержанием такого соединения, как вода, в количестве 5% и 25%, которое современные модели не могут различить», — говорит соруководитель исследования Жюльен де Вит, доцент кафедры наук о Земле, атмосфере и планетах Массачусетского технологического института. (ЕАПС).

«В настоящее время модель, которую мы используем для расшифровки спектральной информации, не соответствует точности и качеству данных, полученных с телескопа Джеймса Уэбба», — добавляет аспирант EAPS Праджвал Нираула. «Нам нужно улучшить нашу игру и вместе решить проблему непрозрачности».

Де Вит, Нираула и их коллеги опубликовали свое исследование в Астрономия природы. В число соавторов входят эксперты по спектроскопии Юли Гордон, Роберт Харгривз, Клара Соуза-Сильва и Роман Кочанов из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики.

Повышение уровня

Непрозрачность — это мера того, насколько легко фотоны проходят через материал. Фотоны определенных длин волн могут проходить прямо через материал, поглощаться или отражаться обратно, в зависимости от того, взаимодействуют ли они с определенными молекулами внутри материала и каким образом. Это взаимодействие также зависит от температуры и давления материала.