Bernese의 이론 천체 물리학자 Kevin Heng은 희귀한 업적을 남겼습니다. 논문에서 그는 행성과 위성에서 오는 빛의 반사를 계산하는 수학적 문제를 해결했습니다. 데이터는 이제 예를 들어 행성 대기를 이해하기 위해 간단한 방식으로 해석될 수 있습니다.
수천 년 동안 인류는 달의 변화하는 위상을 관찰해 왔습니다. 다른 각도에서 우리 앞에 나타나는 달에서 반사된 햇빛의 상승과 하강을 "위상 곡선"이라고 합니다. 달과 태양계 행성의 위상 곡선을 측정하는 것은 적어도 년은 된 고대 천문학의 한 분야입니다. 이러한 위상 곡선의 모양에는 이러한 천체의 표면과 대기에 대한 정보가 포함되어 있습니다. 오늘날 천문학자들은 Hubble, Spitzer, TESS 및 CHEOPS와 같은 우주 망원경을 사용하여 외계 행성의 위상 곡선을 측정합니다. 이러한 관찰은 이론적 예측과 비교됩니다. 이를 위해서는 이러한 위상 곡선을 계산하는 방법이 필요합니다. 이것은 방사선 물리학과 관련된 수학적 문제에 대한 해결책을 찾는 것을 포함합니다.
태양계 행성에서 반사된 빛을 계산하는 문제는 1916년 미국 천문학자 헨리 노리스 러셀(Henry Norris Russell)이 영향력 있는 저서에서 제기했습니다. 권위 있는 과학자인 전임자의 솔루션에서 얻은 아이디어를 결합하여 Heng은 반사력(알베도)과 위상 곡선의 모양에 대한 수학적 솔루션을 컴퓨터의 도움 없이 완전히 종이에 작성할 수 있었습니다. . 이러한 솔루션의 혁신적인 측면은 모든 매핑 법칙에 유효하다는 것입니다. 즉, 매우 일반적인 방식으로 사용할 수 있습니다. 결정적인 순간은 과학자가 종이에 계산한 것을 다른 연구자들이 컴퓨터 계산을 사용하여 수행한 것과 비교했을 때였습니다. 그리고 그들이 얼마나 잘 일치하는지 놀랐습니다.
또한 흥미로운 점:
"저는 새로운 이론의 발견에 대해 흥분할 뿐만 아니라 데이터 해석에 대한 중요한 의미에 대해서도 흥분됩니다."라고 Heng은 말합니다. 예를 들어, Cassini 우주선은 2000년대 초에 목성의 위상 곡선을 측정했지만 이러한 데이터에 대한 심층 분석은 이전에 수행된 적이 없었습니다. 아마도 계산 비용이 너무 많이 들었기 때문일 것입니다. 새로운 솔루션 시스템을 사용하여 Heng은 Cassini의 위상 곡선을 분석하고 목성의 대기가 다양한 크기의 크고 불규칙한 입자로 구성된 구름으로 채워져 있다는 결론을 내릴 수 있었습니다. 이 병렬 연구는 Astrophysical Journal Letters에 막 게재되었습니다.
반사광 위상 곡선에 대한 수학적 솔루션을 종이에 기록하는 기능은 몇 초 만에 데이터 분석에 사용할 수 있음을 의미합니다. 이것은 이전에 불가능했던 데이터 해석의 새로운 방법을 열어줍니다. Heng은 이러한 수학적 솔루션을 더욱 일반화하기 위해 파리 천문대의 Pierre Osler-Desrotour와 협력하고 있습니다.
Heng과 그의 공동 저자들은 Kepler 우주 망원경으로 얻은 외계행성 Kepler-7b의 위상 곡선을 분석하는 새로운 방법을 시연했습니다. Brett Morris는 일부 데이터 분석 작업을 이끌었습니다. 그들은 현재 TESS 위상 곡선 데이터를 분석하기 위해 미국 우주 망원경 TESS의 과학자들과 협력하고 있습니다. Heng은 이러한 새로운 솔루션이 2021년에 출시될 예정인 다가오는 James Webb 우주 망원경의 위상 곡선 데이터를 분석하는 새로운 방법으로 이어질 것이라고 예측합니다. Heng은 "가장 기쁘게 생각하는 것은 이러한 수학적 솔루션이 내가 떠난 후에도 오랫동안 관련성을 유지하고 아마도 표준 교과서에 들어갈 수 있다는 것입니다."라고 말했습니다.
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