Bernese teorik astrofizikçi Kevin Heng, nadir görülen bir başarıya imza attı: kağıt üzerinde, gezegenlerden ve uydulardan gelen ışığın yansımasını hesaplamanın matematiksel problemini çözdü. Veriler artık örneğin gezegen atmosferlerini anlamak için basit bir şekilde yorumlanabilir.
Binlerce yıldır insanlık ayın değişen evrelerini gözlemledi. Aydan yansıyan güneş ışığının farklı açılardan önümüzde belirmesi ve yükselmesi "faz eğrisi" olarak bilinir. Ay'ın ve Güneş Sistemi'ndeki gezegenlerin faz eğrilerini ölçmek, en az yüz yıllık eski bir astronomi dalıdır. Bu faz eğrilerinin şekilleri, bu gök cisimlerinin yüzeyleri ve atmosferleri hakkında bilgi içerir. Günümüzde gökbilimciler Hubble, Spitzer, TESS ve CHEOPS gibi uzay teleskoplarını kullanarak ötegezegenlerin faz eğrilerini ölçüyorlar. Bu gözlemler teorik tahminlerle karşılaştırılır. Bu, bu faz eğrilerinin hesaplanması için bir yöntem gerektirir. Bu, radyasyon fiziği ile ilgili matematiksel bir probleme çözüm bulmayı içerir.
Güneş Sisteminin gezegenlerinden yansıyan ışığın hesaplanması sorunu, Amerikalı astronom Henry Norris Russell tarafından 1916'da etkili bir çalışmada ortaya atıldı. Heng, seleflerinin - yetkili bilim adamlarının - çözümlerinden gelen fikirleri birleştirerek, yansıma gücü (albedo) ve faz eğrisinin şekli için matematiksel çözümleri tamamen kağıt üzerinde ve bir bilgisayar yardımına başvurmadan yazabildi. . Bu çözümlerin yenilikçi yönü, herhangi bir haritalama yasası için geçerli olmalarıdır, bu da çok genel bir şekilde kullanılabilecekleri anlamına gelir. Tanımlayıcı an, bilim adamının kağıt üzerindeki hesaplamalarını diğer araştırmacıların bilgisayar hesaplamalarını kullanarak yaptıklarıyla karşılaştırdığında geldi. Ve ne kadar uyumlu olduklarına şaşırdı.
Ayrıca ilginç:
- Ay'a ilk Ukrayna görevi 2022'de gerçekleştirilecek
- NASA, Truva asteroitlerinin ilk görevi olan Lusy'nin fırlatılmasına hazırlanıyor
Heng, "Yalnızca yeni bir teorinin keşfinden değil, aynı zamanda veri yorumlaması için önemli sonuçlarından da heyecan duyuyorum" diyor. Örneğin, Cassini uzay aracı 2000'lerin başında Jüpiter'in faz eğrilerini ölçtü, ancak muhtemelen hesaplamalar hesaplama açısından çok pahalı olduğu için bu verilerin derinlemesine analizi daha önce yapılmamıştı. Heng, yeni çözüm sistemini kullanarak Cassini'nin faz eğrilerini analiz edebildi ve Jüpiter'in atmosferinin çeşitli boyutlarda büyük, düzensiz parçacıklardan oluşan bulutlarla dolu olduğu sonucuna vardı. Bu paralel çalışma, Astrophysical Journal Letters'da yeni yayınlandı.
Yansıyan ışık fazı eğrilerinin matematiksel çözümlerini kağıda yazabilme özelliği, bunların birkaç saniye içinde veri analizi için kullanılabileceği anlamına gelir. Bu, daha önce imkansız olan verileri yorumlamanın yeni yollarını açar. Heng, bu matematiksel çözümleri daha da genelleştirmek için Paris Gözlemevi'nden Pierre Osler-Desrotour ile işbirliği yapıyor.
Heng ve ortak yazarları, Kepler uzay teleskobu ile elde edilen ötegezegen Kepler-7b'nin faz eğrisini analiz etmenin yeni bir yolunu gösterdiler. Brett Morris, veri analizi çalışmalarının bir kısmına öncülük etti. Şu anda TESS faz eğrisi verilerini analiz etmek için ABD uzay teleskobu TESS'ten bilim adamları ile birlikte çalışıyorlar. Heng, bu yeni çözümlerin 2021'de piyasaya sürülmesi planlanan James Webb Uzay Teleskobu'ndan gelen faz eğrisi verilerini analiz etmenin yeni yollarına yol açacağını tahmin ediyor. Heng, "Beni en çok memnun eden şey, bu matematiksel çözümlerin ben gittikten çok sonra da geçerliliğini koruması ve belki de standart ders kitaplarına girmesidir" dedi.
Ayrıca okuyun:
- Astrofizikçiler ilk kez nötron yıldızları ve kara deliklerin birleşmesini izlediler.
- Hubble'ın analogu SuperBIT teleskopu 2022'de bir balonda fırlatılacak