Τα πλανητικά δεδομένα του JWST μπορεί να είναι πολύ καλά για να τα χειριστούν υπάρχοντα μοντέλα, ισχυρίζονται οι επιστήμονες

Ένας από τους καλύτερους τρόπους για να βρείτε ζωή πέρα ​​από τη Γη είναι να μελετήσετε τις ατμόσφαιρες των κοντινών αστεριών, έναν ρόλο για τον οποίο σχεδιάστηκε το JWST. Ωστόσο, ακόμη και το καλύτερο τηλεσκόπιο δεν είναι χρήσιμο εάν οι πληροφορίες που παρέχει παρερμηνευθούν και μια ομάδα αστρονόμων φοβάται ότι αυτό θα συμβεί.

Η ζωή έχει αλλάξει την ατμόσφαιρα της Γης, απελευθερώνοντας μοριακό οξυγόνο και με αποτέλεσμα το όζον και απορροφώντας το μεγαλύτερο μέρος του διοξειδίου του άνθρακα. Οι πλανήτες με άφθονη ζωή μπορεί να μην αναπαράγουν επακριβώς τον συνδυασμό αερίων μας, αλλά οι αστροβιολόγοι ελπίζουν να βρουν υπογραφές αρκετά διακριτικές ώστε να διακρίνουν έναν κόσμο που συνεργάζεται με τη ζωή από έναν κόσμο που είναι κυρίως ή εντελώς νεκρός.

Το πρόβλημα, σύμφωνα με τον Δρ Julien de Wit του MIT, είναι ότι κινδυνεύουμε να υπερεκτιμήσουμε την ακρίβεια με την οποία μπορούμε να υπολογίσουμε τη μοριακή αφθονία από τα δεδομένα του JWST. Σε μια νέα εργασία, ο de Wit και οι συνεργάτες του εξηγούν γιατί αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε λάθος συμπεράσματα σχετικά με αυτό το πολύ σημαντικό ερώτημα.

«Υπάρχει μια επιστημονικά σημαντική διαφορά μεταξύ μιας ένωσης όπως το νερό που υπάρχει στο 5 τοις εκατό έναντι 25 τοις εκατό, την οποία τα σημερινά μοντέλα δεν μπορούν να διαφοροποιήσουν», δήλωσε ο de Wit σε μια δήλωση.

Μπορούμε να μελετήσουμε τις ατμόσφαιρες σε άλλους πλανήτες παρατηρώντας τι συμβαίνει στο φως που λάμπει μέσα από αυτούς. Οποιοδήποτε αέριο απορροφά την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία σε διακριτά μήκη κύματος. Όταν το φάσμα του φωτός από μια πιο μακρινή πηγή μειώνεται σε αυτά τα μήκη κύματος, σημαίνει ότι το εν λόγω αέριο πρέπει να είναι παρόν εκεί.

Ωστόσο, η ποσότητα ενός αερίου είναι εξίσου σημαντική με την παρουσία του. Οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν αυτό που αποκαλούν μοντέλο αδιαφάνειας για να μεταφράσουν την εξασθένιση σε συγκεκριμένα μήκη κύματος σε εκτιμήσεις της αφθονίας αερίων. Οι συγγραφείς υποστηρίζουν ότι το καλύτερο μοντέλο αδιαφάνειας που αναπτύχθηκε ήταν ικανό να επεξεργάζεται τα περιορισμένα δεδομένα που θα μπορούσε να παρέχει το Hubble για την ατμοσφαιρική απορρόφηση, αλλά όχι αυτά που αρχίζουμε να παίρνουμε από το JWST. Τεράστια τηλεσκόπια όπως το εξαιρετικά μεγάλο τηλεσκόπιο (ELT) που κατασκευάζεται αυτή τη στιγμή στη Χιλή θα έχουν παρόμοια προβλήματα.

Αυτό δεν είναι απλώς εικασίες, υποστηρίζουν ο de Wit και οι συν-συγγραφείς. Δημιούργησαν ένα φάσμα που το JWST θα μπορούσε να παράγει κατά την παρατήρηση ενός πλανήτη και στη συνέχεια δημιούργησαν οκτώ «διαταραγμένες εκδόσεις» και τις τροφοδοτούσαν όλες στο μοντέλο. Το μοντέλο δεν μπορούσε να διακρίνει εάν ένας πλανήτης βρισκόταν στους τροπικούς 27°C (80°F) από τους 300°C (572°F) σχεδόν στην Αφροδίσια, αν η ατμοσφαιρική πίεση ήταν παρόμοια με τη Γη ή διπλάσια, ούτε να προσδιορίσει την αφθονία των αερίων σε συντελεστή πέντε.

«Τώρα που πηγαίνουμε στο επόμενο επίπεδο με την ακρίβεια του Webb, η διαδικασία μετάφρασης θα μας εμποδίσει να πιάσουμε σημαντικές λεπτές αποχρώσεις, όπως αυτές που κάνουν τη διαφορά μεταξύ ενός πλανήτη να είναι κατοικήσιμος ή όχι», είπε ο de Wit.

Σύμφωνα με το ρητό «Δεν είναι αυτό που δεν ξέρεις που σε βάζει σε μπελάδες. Είναι αυτό που ξέρετε με βεβαιότητα ότι απλά δεν είναι έτσι», το μεγαλύτερο πρόβλημα θα μπορούσε να είναι η ψευδής αίσθηση εμπιστοσύνης που μπορεί να αναπτύξουν οι αστρονόμοι. «Διαπιστώσαμε ότι υπάρχουν αρκετές παράμετροι για να τροποποιήσετε, ακόμα και με λάθος μοντέλο, για να έχετε ακόμα καλή εφαρμογή, που σημαίνει ότι δεν θα ξέρετε ότι το μοντέλο σας είναι λάθος και ότι αυτό που σας λέει είναι λάθος», εξήγησε ο de Wit.

Λίγα πράγματα θα έκαναν περισσότερα για να βλάψουν την εμπιστοσύνη στην επιστήμη από ό,τι οι αστρονόμοι ανακοίνωναν την ανακάλυψη ενός πλανήτη όχι απλώς κατοικήσιμου αλλά κατοικούμενου, πριν χρειαστεί να αποσύρουν αυτόν τον ισχυρισμό.

Κατά συνέπεια, το πρώτο μήνυμα της εργασίας είναι να προσέχουμε στην ερμηνεία του τι βγαίνει από το μοντέλο. Το έγγραφο παρέχει επίσης μερικές ιδέες για τη δημιουργία καλύτερων μοντέλων, αλλά ούτε ο de Wit ούτε οι συνεργάτες του έχουν έτοιμη μια ανώτερη έκδοση. Για αυτό, θα χρειαστεί να μετρήσουμε πολλές πλανητικές ατμόσφαιρες με το JWST και να τις συγκρίνουμε, αντί να βγάλουμε βιαστικά συμπεράσματα σχετικά με τα πρώτα αποτελέσματα που λαμβάνουμε.

«Υπάρχουν τόσα πολλά που θα μπορούσαν να γίνουν αν γνωρίζαμε τέλεια πώς αλληλεπιδρούν το φως και η ύλη», δήλωσε ο μεταπτυχιακός φοιτητής του MIT και επικεφαλής της εφημερίδας, Prajwal Niraula. "Το γνωρίζουμε αρκετά καλά γύρω από τις συνθήκες της Γης, αλλά μόλις μετακινούμαστε σε διαφορετικούς τύπους ατμόσφαιρες, τα πράγματα αλλάζουν και αυτό είναι πολλά δεδομένα, με αυξανόμενη ποιότητα, που κινδυνεύουμε να παρερμηνευθούν."

Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο Nature Astronomy.