Bernski teorijski astrofizičar Kevin Heng napravio je rijedak podvig: na papiru je riješio matematički problem izračunavanja refleksije svjetlosti od planeta i satelita. Podaci se sada mogu interpretirati na jednostavan način, na primjer za razumijevanje planetarne atmosfere.
Hiljadama godina, čovečanstvo je posmatralo promenu faza Meseca. Uspon i pad sunčeve svjetlosti koja se reflektira od mjeseca dok se pojavljuje ispred nas iz različitih uglova poznat je kao "fazna kriva". Mjerenje faznih krivulja Mjeseca i planeta Sunčevog sistema drevna je grana astronomije koja je stara najmanje stotinu godina. Oblici ovih faznih krivulja sadrže informacije o površinama i atmosferama ovih nebeskih tijela. Danas astronomi mjere fazne krivulje egzoplaneta pomoću svemirskih teleskopa kao što su Hubble, Spitzer, TESS i CHEOPS. Ova zapažanja se porede sa teorijskim predviđanjima. Ovo zahtijeva metodu izračunavanja ovih faznih krivulja. Ovo uključuje pronalaženje rješenja za matematički problem koji se odnosi na fiziku zračenja.
Problem izračunavanja reflektirane svjetlosti od planeta Sunčevog sistema postavio je američki astronom Henry Norris Russell u utjecajnom radu iz 1916. godine. Kombinujući ideje iz rješenja svojih prethodnika - autoritativnih naučnika - Heng je uspio da zapiše matematička rješenja za moć refleksije (albedo) i oblik krivulje faze, i to potpuno na papiru i bez pribjegavanja pomoći kompjuteru. . Inovativni aspekt ovih rješenja je da vrijede za bilo koji zakon o mapiranju, što znači da se mogu koristiti na vrlo opći način. Odlučujući trenutak je došao kada je naučnik uporedio svoje proračune na papiru sa onim što su drugi istraživači radili koristeći kompjuterske proračune. I bio je zadivljen koliko su se dobro slagali.
Također zanimljivo:
- Prva ukrajinska misija na Mjesec biće izvedena 2022. godine
- NASA se priprema za lansiranje Lusyja, prve misije na trojanske asteroide
"Ne samo da sam uzbuđen zbog otkrića nove teorije, već i zbog njenih važnih implikacija na interpretaciju podataka", kaže Heng. Na primjer, svemirska letjelica Cassini mjerila je Jupiterove fazne krivulje početkom 2000-ih, ali nikakva dubinska analiza ovih podataka ranije nije sprovedena, vjerovatno zato što su proračuni bili previše skupi. Koristeći novi sistem rješenja, Heng je uspio analizirati Cassinijeve fazne krive i zaključiti da je Jupiterova atmosfera ispunjena oblacima sastavljenim od velikih, nepravilnih čestica različitih veličina. Ova paralelna studija upravo je objavljena u Astrophysical Journal Letters.
Mogućnost zapisivanja matematičkih rješenja za krivulje reflektirane svjetlosne faze na papir znači da se mogu koristiti za analizu podataka u nekoliko sekundi. Ovo otvara nove načine tumačenja podataka koji su ranije bili nemogući. Heng sarađuje s Pierreom Osler-Desrotourom iz Pariske opservatorije na daljnjoj generalizaciji ovih matematičkih rješenja.
Heng i njegovi koautori demonstrirali su novi način analize fazne krive egzoplaneta Kepler-7b dobijene svemirskim teleskopom Kepler. Brett Morris je vodio neke od radova na analizi podataka. Trenutno rade sa naučnicima iz američkog svemirskog teleskopa TESS na analizi podataka TESS fazne krive. Heng predviđa da će ova nova rješenja dovesti do novih načina analize podataka faznih krivulja s nadolazećeg svemirskog teleskopa James Webb, koji bi trebao biti lansiran 2021. "Ono što me najviše raduje je to što će ova matematička rješenja ostati relevantna dugo nakon što ja odem, a možda i ući u standardne udžbenike", rekao je Heng.
Pročitajte također:
- Astrofizičari su prvi put pratili spajanje neutronskih zvijezda i crnih rupa
- Hubbleov analogni teleskop SuperBIT bit će lansiran na balonu 2022.