Berno teorinis astrofizikas Kevinas Hengas padarė retą žygdarbį: popieriuje jis išsprendė matematinę planetų ir palydovų šviesos atspindžio skaičiavimo problemą. Dabar duomenis galima interpretuoti paprastai, pavyzdžiui, norint suprasti planetų atmosferą.
Tūkstančius metų žmonija stebėjo besikeičiančias mėnulio fazes. Saulės šviesos, atsispindinčios nuo mėnulio, kilimas ir kritimas, kai ji pasirodo priešais mus iš skirtingų kampų, yra žinoma kaip „fazės kreivė“. Mėnulio ir Saulės sistemos planetų fazių kreivių matavimas yra senovinė astronomijos šaka, kuriai mažiausiai šimtas metų. Šių fazių kreivių formose yra informacijos apie šių dangaus kūnų paviršius ir atmosferas. Šiais laikais astronomai matuoja egzoplanetų fazių kreives naudodami kosminius teleskopus, tokius kaip Hablas, Spitzeris, TESS ir CHEOPS. Šie stebėjimai lyginami su teorinėmis prognozėmis. Tam reikalingas šių fazių kreivių apskaičiavimo metodas. Tai apima matematinės problemos, susijusios su radiacijos fizika, sprendimą.
Saulės sistemos planetų atspindėtos šviesos apskaičiavimo problemą įtakingame 1916 m. darbe iškėlė amerikiečių astronomas Henry Norrisas Russellas. Sujungęs savo pirmtakų – autoritetingų mokslininkų – sprendimo idėjas, Hengas sugebėjo visiškai ant popieriaus ir nesinaudodamas kompiuterio pagalba užrašyti matematinius atspindžio galios (albedo) ir fazės kreivės formos sprendimus. . Naujoviškas šių sprendimų aspektas yra tas, kad jie galioja bet kokiam žemėlapių sudarymo įstatymui, o tai reiškia, kad juos galima naudoti labai bendrai. Lemiamas momentas atėjo, kai mokslininkas palygino savo skaičiavimus popieriuje su tuo, ką kiti tyrėjai padarė kompiuteriniais skaičiavimais. Ir buvo nustebintas, kaip gerai jie sutampa.
Taip pat įdomu:
- Pirmoji Ukrainos misija į Mėnulį bus atlikta 2022 m
- NASA ruošiasi paleisti Lusy – pirmąją misiją į Trojos asteroidus
„Džiaugiuosi ne tik naujos teorijos atradimu, bet ir svarbiu jos padariniu duomenų interpretavimui“, – sako Hengas. Pavyzdžiui, „Cassini“ erdvėlaivis matavo Jupiterio fazių kreives 2000-ųjų pradžioje, tačiau anksčiau nebuvo atlikta išsami šių duomenų analizė, tikriausiai dėl to, kad skaičiavimai buvo per brangūs. Naudodamas naują sprendimų sistemą, Hengas sugebėjo išanalizuoti Cassini fazių kreives ir padaryti išvadą, kad Jupiterio atmosfera užpildyta debesimis, sudarytais iš didelių, netaisyklingų įvairaus dydžio dalelių. Šis lygiagretus tyrimas ką tik buvo paskelbtas Astrophysical Journal Letters.
Galimybė ant popieriaus užrašyti atspindėtos šviesos fazių kreivių matematinius sprendimus reiškia, kad juos galima naudoti duomenų analizei per kelias sekundes. Tai atveria naujus duomenų interpretavimo būdus, kurie anksčiau buvo neįmanomi. Hengas bendradarbiauja su Pierre'u Osleriu-Desrotouru iš Paryžiaus observatorijos, kad toliau apibendrintų šiuos matematinius sprendimus.
Hengas ir jo bendraautoriai pademonstravo naują būdą analizuoti Keplerio kosminiu teleskopu gautą egzoplanetos Kepler-7b fazės kreivę. Brettas Morrisas vadovavo kai kuriems duomenų analizės darbams. Šiuo metu jie dirba su mokslininkais iš JAV kosminio teleskopo TESS, kad analizuotų TESS fazės kreivės duomenis. Hengas prognozuoja, kad šie nauji sprendimai paskatins naujus būdus analizuoti fazių kreivės duomenis iš būsimo Jameso Webbo kosminio teleskopo, kurį planuojama paleisti 2021 m. „Mane labiausiai džiugina tai, kad šie matematiniai sprendimai išliks aktualūs dar ilgai, kai manęs nebebus, ir galbūt jie pateks į standartinius vadovėlius“, – sakė Hengas.
Taip pat skaitykite:
- Astrofizikai pirmą kartą atsekė neutroninių žvaigždžių ir juodųjų skylių susiliejimą
- Hablo analogas, SuperBIT teleskopas, bus paleistas į oro balioną 2022 m.