NASA’nın 10 milyar dolarlık James Webb Uzay Teleskobu’nun, evrenin öyküsünü önümüzdeki on yılda benzeri görülmemiş bir netlikle anlatması bekleniyor. Peki ya detayları yanlış okursak?
Nature Astronomy’de yayınlanan bir çalışmada Bilim ve MIT’den araştırmacılar, gökbilimcilerin dış gezegenlerin atmosferlerinden gelen ışık tabanlı sinyalleri çözmek için kullandıkları modellerin, yeni teleskopun yakaladığı verileri doğru bir şekilde temsil edecek kadar kesin olmayabileceği konusunda uyarıyorlar. Bu modeller iyileştirilmezse, aletlerin bir doğruluk duvarına çarpacağını ve sonuç olarak sıcaklık, basınç ve elemental bileşim gibi gezegen özellikleriyle ilgili hesaplamaların bir büyüklük sırasına göre yanlış olabileceğini söylüyorlar.
“Yapmamız gereken, hesaplamalı modellerimizle atmosferi simüle etmek ve bunu JWST’nin bu gezegenlerde gördüklerinin gerçekliğiyle karşılaştırmak, ancak modellerimiz eksik veya yanlışsa, o zaman modelin gerçeklikle bu karşılaştırmasının kazanacağını hayal edebilirsiniz. Bard College’da yardımcı fizik profesörü ve Center for Astrophysics | Araştırmanın çoğunun yapıldığı Bilim & Smithsonian.
“Çalışmamız, şaşırtıcı JWST verilerinden elde edebileceğimiz bu içgörülerin sayısını ve kalitesini en üst düzeye çıkarmak istiyorsak, o zaman Dünya’da hala yapacak çok işimiz olduğunu gösteriyor çünkü standartlaştırılmış, kusursuz bir yol yok. Yabancı atmosferlere ilişkin gözlemlerimizi yorumlayın,” diye ekledi Sousa-Silva.
CfA bilim adamları Iouli Gordon, Robert J. Hargreaves ve Roman V. Kochanov da çalışma üzerinde çalıştı. MIT’den Prajwal Niraula ve Julien de Wit tarafından yönetildi.
Bilim adamları, sorunun gökbilimcilerin dış gezegen atmosferlerinin bileşimini tanımlamak ve tahmin etmek için kullandıkları opaklık modellerinde yattığını söylüyor. Süreç yıldız ışığı ile başlar. Bir gezegen yıldızından geçerken yıldız ışığı da atmosferinden geçer. Webb gibi gözlemevleri, atmosferdeki farklı atomlara ve moleküllere karşılık gelen belirli renkleri ve dalga boylarını emerek bu ışığı ölçer.
Gökbilimciler, su buharı gibi bir şeyin var olup olmadığını görmek için bu verilerin ilk katmanını inceler. Ardından, atmosferik özellikleri ortaya çıkarmak için ışığın madde ile nasıl etkileşime girdiğini ölçen opaklık modelleri gelir. Araştırmacılar sorunu burada tespit ettiler.
Webb’in ötegezegenler üzerinde toplayabildiği veri düzeylerini taklit ettiklerinde ve bunları en sık kullanılan opaklık modellerinden geçirdiklerinde, modellerin Webb’in gelişmiş hassasiyetiyle aynı seviyede olmadığını gördüler.
Opaklık modelleri, verilere “uygun” kabul edilen ancak birden çok yoruma yol açabilecek atmosferik koşullarla ilgili rakamlar üretti. Araştırmacılar, ölçümlerin yaklaşık 0,5 ila 1 deks arasında olduğunu buldular, aksi halde büyüklük sırası olarak da bilinirler, bu sayı onuncu kuvvetle çarpılır. Bunun inanılmaz bir olasılık yelpazesi yarattığını ve mevcut modellerin doğru veya yanlış olanı ayırt edemediğini söylüyorlar.
Örneğin, bir grup, bir gezegenin sıcaklığının yaklaşık 80 derece F olduğunu, ılık bir cennet olduğunu belirleyebilir. Aynı gezegene bakan başka bir grup, verileri gezegenin 572 derece F’de kavurucu bir çorak arazi olduğunu söyleyecek şekilde yorumlayabilir. Mevcut modeller ayrıca bir gezegenin atmosferinin yüzde 5 mi yoksa yüzde 25 mi su olduğunu söyleyemez.
Bunun gibi yanlış yorumların sonuçları, bir ötegezegenin yaşamı destekleyip destekleyemeyeceğini belirlemede fark yaratabilir.
Makale, mevcut modelleri iyileştirmek veya daha iyi modeller oluşturmak için bazı fikirler sunuyor, ancak hiçbiri kullanıma hazır değil. Araştırmacılar, oraya ulaşmak için çok daha fazla Webb gezegen atmosferi ölçümü toplamayı ve ışığın çeşitli moleküllerle nasıl etkileşime girdiğine dair anlayışımızı iyileştirmek için yeni ölçümler ve hesaplamalar yapan çok sayıda laboratuvar ve teorik çalışmayı gerektireceğini söylüyor.
Gordon, “Bu verilerin daha sonra doğrulanması ve spektroskopik veritabanları aracılığıyla yayılması gerekecek” dedi. “Bu birkaç yıl alacak, ancak kesinlikle uygulanabilir bir çözüm.”
Nature Astronomy’de yayınlanan bir çalışmada Bilim ve MIT’den araştırmacılar, gökbilimcilerin dış gezegenlerin atmosferlerinden gelen ışık tabanlı sinyalleri çözmek için kullandıkları modellerin, yeni teleskopun yakaladığı verileri doğru bir şekilde temsil edecek kadar kesin olmayabileceği konusunda uyarıyorlar. Bu modeller iyileştirilmezse, aletlerin bir doğruluk duvarına çarpacağını ve sonuç olarak sıcaklık, basınç ve elemental bileşim gibi gezegen özellikleriyle ilgili hesaplamaların bir büyüklük sırasına göre yanlış olabileceğini söylüyorlar.
“Yapmamız gereken, hesaplamalı modellerimizle atmosferi simüle etmek ve bunu JWST’nin bu gezegenlerde gördüklerinin gerçekliğiyle karşılaştırmak, ancak modellerimiz eksik veya yanlışsa, o zaman modelin gerçeklikle bu karşılaştırmasının kazanacağını hayal edebilirsiniz. Bard College’da yardımcı fizik profesörü ve Center for Astrophysics | Araştırmanın çoğunun yapıldığı Bilim & Smithsonian.
“Çalışmamız, şaşırtıcı JWST verilerinden elde edebileceğimiz bu içgörülerin sayısını ve kalitesini en üst düzeye çıkarmak istiyorsak, o zaman Dünya’da hala yapacak çok işimiz olduğunu gösteriyor çünkü standartlaştırılmış, kusursuz bir yol yok. Yabancı atmosferlere ilişkin gözlemlerimizi yorumlayın,” diye ekledi Sousa-Silva.
CfA bilim adamları Iouli Gordon, Robert J. Hargreaves ve Roman V. Kochanov da çalışma üzerinde çalıştı. MIT’den Prajwal Niraula ve Julien de Wit tarafından yönetildi.
Bilim adamları, sorunun gökbilimcilerin dış gezegen atmosferlerinin bileşimini tanımlamak ve tahmin etmek için kullandıkları opaklık modellerinde yattığını söylüyor. Süreç yıldız ışığı ile başlar. Bir gezegen yıldızından geçerken yıldız ışığı da atmosferinden geçer. Webb gibi gözlemevleri, atmosferdeki farklı atomlara ve moleküllere karşılık gelen belirli renkleri ve dalga boylarını emerek bu ışığı ölçer.
Gökbilimciler, su buharı gibi bir şeyin var olup olmadığını görmek için bu verilerin ilk katmanını inceler. Ardından, atmosferik özellikleri ortaya çıkarmak için ışığın madde ile nasıl etkileşime girdiğini ölçen opaklık modelleri gelir. Araştırmacılar sorunu burada tespit ettiler.
Webb’in ötegezegenler üzerinde toplayabildiği veri düzeylerini taklit ettiklerinde ve bunları en sık kullanılan opaklık modellerinden geçirdiklerinde, modellerin Webb’in gelişmiş hassasiyetiyle aynı seviyede olmadığını gördüler.
Opaklık modelleri, verilere “uygun” kabul edilen ancak birden çok yoruma yol açabilecek atmosferik koşullarla ilgili rakamlar üretti. Araştırmacılar, ölçümlerin yaklaşık 0,5 ila 1 deks arasında olduğunu buldular, aksi halde büyüklük sırası olarak da bilinirler, bu sayı onuncu kuvvetle çarpılır. Bunun inanılmaz bir olasılık yelpazesi yarattığını ve mevcut modellerin doğru veya yanlış olanı ayırt edemediğini söylüyorlar.
Örneğin, bir grup, bir gezegenin sıcaklığının yaklaşık 80 derece F olduğunu, ılık bir cennet olduğunu belirleyebilir. Aynı gezegene bakan başka bir grup, verileri gezegenin 572 derece F’de kavurucu bir çorak arazi olduğunu söyleyecek şekilde yorumlayabilir. Mevcut modeller ayrıca bir gezegenin atmosferinin yüzde 5 mi yoksa yüzde 25 mi su olduğunu söyleyemez.
Bunun gibi yanlış yorumların sonuçları, bir ötegezegenin yaşamı destekleyip destekleyemeyeceğini belirlemede fark yaratabilir.
Makale, mevcut modelleri iyileştirmek veya daha iyi modeller oluşturmak için bazı fikirler sunuyor, ancak hiçbiri kullanıma hazır değil. Araştırmacılar, oraya ulaşmak için çok daha fazla Webb gezegen atmosferi ölçümü toplamayı ve ışığın çeşitli moleküllerle nasıl etkileşime girdiğine dair anlayışımızı iyileştirmek için yeni ölçümler ve hesaplamalar yapan çok sayıda laboratuvar ve teorik çalışmayı gerektireceğini söylüyor.
Gordon, “Bu verilerin daha sonra doğrulanması ve spektroskopik veritabanları aracılığıyla yayılması gerekecek” dedi. “Bu birkaç yıl alacak, ancak kesinlikle uygulanabilir bir çözüm.”