NASA’s Webb Space Telescope is zo goed dat we misschien verbeterde planetaire modellen nodig hebben

Het is de afgelopen maanden heel duidelijk geworden dat NASA’s James Webb-ruimtetelescoop Het doet precies wat het moet doen. Net zoals de makers hadden gehoopt, “ontvouwt de machine van miljarden dollars het universum” feilloos Het onthult het kosmische licht dat we niet kunnen zien Met onze eigen ogen – en dankzij de uitstekende resultaten zal zelfs de meest veeleisende sterrenkijker zich waarschijnlijk niet levend voelen.

Door deze vergulde verrekijker, Twitter werd op een dag wild Boven de donkerrode stip. 48 uur lang staren mensen over de hele wereld naar een sterrenstelsel dat kort na de geboorte van dezelfde tijd werd geboren. Het lijkt erop dat dankzij de technologische bekwaamheid van JWST de mensheid verenigd is op sterrenstof.

Maar dat is het ding.

Te midden van persoonlijke angst waarschuwen wetenschappers van het Massachusetts Institute of Technology dat we er een als kritisch moeten beschouwen wetenschappelijk Als gevolg van het bezit van een supertelescoop.

Als JWST zoiets is als het upgraden van de schaal van nul naar 100, vragen ze zich af, is het mogelijk dat onze wetenschappelijke modellen ook opnieuw moeten worden opgestart van nul naar 100? Zijn de datasets die wetenschappers al decennia gebruiken niet in staat om de kracht van het apparaat te evenaren en dus niet te voldoen aan wat het ons probeert te vertellen?

Clara Souza Silva, een kwantumastrochemicus bij het Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics, vertelt CNET.

En volgens een nieuwe studie die ze co-auteur was, Gepubliceerd donderdag in Natuurastronomiehet antwoord is ja.

Meer specifiek merkt dit artikel op dat sommige van de lichtanalyse-instrumenten die wetenschappers doorgaans gebruiken om de atmosferen van exoplaneten te begrijpen, niet volledig zijn uitgerust om de buitengewone lichtgegevens van de JWST te verwerken. Op de lange termijn kan zo’n handicap de grootste impact hebben deeltje JWST’s missie voor iedereen: de zoektocht naar buitenaards leven.

“Momenteel komt het model dat we gebruiken om de spectrale informatie te decoderen niet overeen met de nauwkeurigheid en kwaliteit van de gegevens die we hebben van de James Webb Telescope”, zegt Prajwal Niraula, een afgestudeerde student in het Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences aan het MIT en co-auteur van de studie, zei. Hij zei in een verklaring. “We moeten ons spel verbeteren.”

Hier is een manier om over deze puzzel na te denken.

Stel je voor dat je de nieuwste en sterkste koppelt Xbox-console Met de eerste iteratie van TV. (Ja, ik ken de extreem hypothetische aard van mijn scenarioscenario.) De Xbox zal proberen de tv geweldige, kleurrijke en prachtige graphics te geven om ons te laten zien – maar de tv zal niet de kracht hebben om ze te tellen.

Het zou me niet verbazen als de tv direct af zou gaan. Maar het punt is, dat doe je niet ik weet Wat Xbox je probeert te geven, tenzij je een tv met een even hoge definitie krijgt.

Evenzo, in de context van ontdekkingen van exoplaneten, voeden wetenschappers een reeks deep space-licht, of foton, in modellen die testen op ‘opaciteit’. Opaciteit meet hoe gemakkelijk fotonen door een materiaal gaan en varieert afhankelijk van zaken als de golflengte van het licht, de temperatuur en druk van het materiaal.

Dit betekent dat elke dergelijke interactie een duidelijke handtekening achterlaat van de eigenschappen van het foton, en dus, als het gaat om exoplaneten, door wat voor soort chemische atmosfeer die fotonen zijn gegaan om de lichtdetector te bereiken. Dit is hoe wetenschappers een omgekeerde berekening maken, van optische gegevens, van waaruit de atmosfeer van een exoplaneet is gemaakt.

In dit geval ligt de correlatie van de detector bij de James Webb Space Telescope – maar in de nieuwe studie van het team zagen de onderzoekers, nadat ze het meest gebruikte dimmodel op de proef hadden gesteld, de JWST-lichtgegevens bereiken wat zij de ‘resolutiemuur’ noemen. ” ”

Het model was niet gevoelig genoeg om dingen te analyseren, zoals of de temperatuur van de atmosfeer van de planeet 300 of 600 K was, zeggen de onderzoekers, of dat een bepaald gas 5% of 25% van de atmosfeer uitmaakte. Een dergelijk verschil is niet alleen statistisch significant, maar per nirula, “ook belangrijk om planetaire vormingsmechanismen te beperken en op betrouwbare wijze biosignaturen te identificeren.”

Dit is het bewijs van buitenaards leven.

“We moeten aan onze interpretatieve tools werken, zodat we niet merken dat we iets geweldigs zien via de JWST, maar niet weten hoe we het moeten interpreteren”, zei Souza Silva.

Bovendien ontdekte het team ook dat hun modellen hun onzekere metingen maskeren. Sommige aanpassingen kunnen gemakkelijk worden gemaakt voor onzekerheid, rekening houdend met de resultaten die geschikt zijn als ze onjuist zijn.

Julian de Wit, assistent-professor van EAPS aan het MIT en co-auteur van de studie, zei in een verklaring.

In de toekomst dringt het team aan op betere dekkingsmodellen die passen bij de verbazingwekkende ontdekkingen van JWST – met name de roep om kruisingsonderzoeken tussen astronomie en spectroscopie.

“Er kan veel worden gedaan als we precies weten hoe licht interageert met materie”, zegt Niraula. “We weten dat goed genoeg over de omstandigheden op aarde, maar zodra we ons in verschillende soorten atmosfeer begeven, veranderen de dingen, en dat zijn veel gegevens, naarmate de kwaliteit toeneemt, lopen we het risico het verkeerd te interpreteren.”

De Wit vergelijkt het huidige dekkingsmodel met het oude vertaalhulpmiddel Rosetta Stone en legt uit dat de Rosetta Stone tot dusver goed heeft gepresteerd, net als de Hubble-ruimtetelescoop.

“Maar nu we naar het volgende niveau van webnauwkeurigheid zijn gebracht, zal ons vertaalproces voorkomen dat we belangrijke kleine details ontdekken, zoals die het verschil maken tussen een bewoonbare planeet of niet,” zei de onderzoeker.

Zoals Souza Silva zei: “Het is een oproep om onze modellen te verbeteren, zodat we de kleinste details van de gegevens niet missen.”