Hvordan viser kunstnere eksoplaneter de aldri har sett?


rom

Stargazers har ennå ikke sett øynene på noen av de nesten 240 planetene som er oppdaget utenfor vårt solsystem. Disse såkalte eksoplanetene er for svake for nåværende teleskoper for å skille fra stjernene de bane *; i stedet for astronomer stole på indirekte metoder for å avlede deres eksistens. Likevel

Stargazers har ennå ikke sett øynene på noen av de nesten 240 planetene som er oppdaget utenfor vårt solsystem. Disse såkalte eksoplanetene er for svake for nåværende teleskoper for å skille fra stjernene de bane *; i stedet for astronomer stole på indirekte metoder for å avlede deres eksistens. Likevel populære nyhetskontoer, levert av rombyråets pressetjenester, overløp med dristige, nesten bilderealistiske bilder av fjerne verdener.

Naturligvis kan folk bli forvirret. Da San Francisco-kunstneren Lynette Cook malte et spesielt slående bilde av en nylig oppdaget planet som passerte foran stjernen HD 209458 for en pressemelding fra NASA i 1999, mottok hun e-post og spurte hva slags utrolig bildebehandlingsprogramvare hun hadde brukt. "Mange mennesker forsto ikke at det var en gjengivelse, " sier hun.

Når astronomer lager en sexy ny oppdagelse som ikke gir seg lett til visuell inspeksjon, blir de til kunstnere som Cook for å få det til liv. Et overbevisende bilde har muligheten til å omdanne selv de mest komplekse dataene til et greit å snakke, men det er risikoen for å lure folk til å tro at en vitenskapelig sak er stengt.

Godt klar over det dobbeltkledde sverdet de bruker, kunstnere og astronomer som drømmer opp bilder av astronomisk eksotisk, bruker ofte lang tid å bestemme hvordan de skal best illustrere nye funn. I tilfelle eksoplaneter styres de av noen få viktige opplysninger og en sunn dose utdannet gjetning.

Forskere oppdager ofte eksoplaneter ved å søke etter regelmessige variasjoner i fargen til en stjernes lys. En planet som sirkler i omløp vil slepe stjernen frem og tilbake som en skarp figureskytter som spinner rundt en tyngre.

Hvis systemet er justert slik at stjernen vinkler mot og vekk fra oss, vil lyset virke som oscillere mellom blåere og røde når bølgelengden utvides eller kontrakterer langs synlinjen til jorden.

Denne svingningen, som ikke ville være spesielt iøynefallende tegnet som en graf, inneholder flere viktige biter av informasjon. Kodet i tiden for det oscillerende lyset er formen og avstanden til planetens bane rundt sin stjerne, som igjen bestemmer hvor varmt det er sannsynlig å være, og derfor, om det kan ha flytende eller frosset vann, i tilfelle av en steinete, jordlignende planet.

Graden av fargeskiftet indikerer planetens masse og sminke. Astronomer tror at en planet så stor som solgigantene Saturnus (95 jordmasser) eller Jupiter (318), nesten helt sikkert ville være gassformig. Mindre planeter på opptil noen få dusin jordmasser kan variere fra de som hovedsakelig er laget av stein og is til større med en solid kjerne innhyllet av en blanding av tykk gass.

Orbitalavstand vil også påvirke en planetens farge, sier astronom Geoffrey Marcy fra University of California, Berkeley, hvis lag har oppdaget 145 av de kjente eksoplanetene.

Jupiter og Saturn har brunaktig oransje tint fordi deres atmosfærer virvler med karbonbaserte molekyler som reflekterer lyset av disse fargene, sier Marcy; en varmere atmosfære ville fordampe vannskyer og bryte ned disse molekylene i karbondioksid og metan som sprer det blå lyset. Effekten kan føre til "dype blå biljardkuler", sier han.

Mindre kjente farger kan også være der ute. I mai rapporterte astronomer at planeten HD 149026 b synes å absorbere så mye lys at det skal vises nesten svart.

Dagens instrumenter har for liten oppløsning for å oppdage detaljer som finnes i enkelte bilder, inkludert måner, ringer og vulkansk aktivitet. Cook tar sin cue fra astronomer når de bestemmer hvordan eller om å skildre slike forbedringer. "De fleste er veldig åpne for å vise hva som kan være der, " sier hun.

Robert Hurt, en selvbeskyttet visualiseringsforsker for Spitzer-romteleskopet, sier at han forsterker realismen av sine skildringer av fjerne gasformete planeter ved å matche størrelsen og formen på deres skyggefulle skyer med de som kjente solgassgiganter.

Marcy sier at kunstnerne han jobber med (inkludert Cook) vanligvis utvikler to utkast til et bilde før han oppretter det endelige mesterverket. Selvfølgelig har han ikke alltid endelige ord på illustrasjonen som følger med pressemeldinger. Når laget hans oppdaget den første Saturn-lignende eksoplanetten, for eksempel, bestilte NASA et bilde av en rødaktig gigantant som var dekket av hvite spiralskyger.

"Dette får meg til å cringe, " sier han. "Det så ut som at planeten hadde paisley pyjamas." Men det var ute av hendene. "Det er ikke mye du kan gjøre når NASA sier at de vil ha en [bestemt] avbildning. Du kan ikke stoppe dem."

Noen observatører sier at en vekt på realisme kan være et trykk som er villedende. "Mitt problem med så mange av de vakre tingene som artister gjør er at vi ikke er avgjørende for beslutningsprosessen, " sier Felice Frankel, seniorforsker og vitenskapsfotograf ved Harvard University. "Jo mer, sitat, " ekte "noe ser ut, desto mer aksepterer du det som faktum."

For Frankel er det ikke nok å merke noe om en kunstners gjengivelse, fordi et bilde gir et varig inntrykk. Hun fortaler bokstavelig talt å vise seere hvor tolkningen ligger ved å gi flere mulige visninger, noe som Marcy og Cook har forsøkt å gjøre eller skaper bilder sketchier og mer interaktive.

"Min fantasi er for eksempel at du ser et bilde på nettet, og med markøren din, du slags reise rundt kunstnerens konsept og du ser en overføring av informasjon, " sier hun. "Hvorfor ikke si riktig på det stedet, " dette er ment å representere dette, men vi er ikke sikre på det og dette og det "?"

Ingen er uenig om at fargerike, detaljerte bilder kan bære en risiko for misforståelse. Men for bildemakerne - oppdragsgivere til å formidle nye funn for publikum - oppveier fordelene risikoen.

"Det er greit å ha bilder så lenge de genererer intelligent diskusjon, " forteller Marcy. "Bilder lar folk å forestille seg, hvor ellers fantasiene deres kan være noe begrenset."

Fange et sant bilde av en eksoplanett, forteller Marcy, kanskje til NASA skraper sammen pengene til å lansere den foreslåtte Terrestrial Planet Finder, som vil inkludere et teleskop utstyrt med et verktøy for å utvide fjerne stjerner, og derved skape en kunstig formørkelse til avsløre banebrytende planeter.

Inntil da har problemet med realisme versus abstrakte gjengivelser ingen enkel løsning, sier Hurt, og merker at målet generelt dikterer svaret. "Hvis en tilfeldig observatør notiserer en kunstneres konsept av en planet i en artikkel i USA i dag, [og] tenker" wow, vi observerer planeter, "og da blir det til sportssiden, var det en suksess?" han spør.

Sannsynligvis så, i hans syn. "Hvis bildet var kjedelig eller skjematisk, sier" Hurt, "kanskje han ikke en gang har lagt merke til artikkelen i det hele tatt."

* Merk: Exo-sticklers kan huske at teleskoper gjorde bildet til en rød størrelse i planeten rundt den brune dverg 2M1207, men forskerne tror ikke det dannet som planeter i vårt solsystem gjorde.

"Jesu evangeliums ektemann" vist å være ekte i testSecretive Bezos-Funded Group avslører Spacecraft Plan DetaljerGiant Antarctic Ice Shelf Crack truer med å bli et massivt isbergHurtigvoksende hav som er satt for å frigjøre varme inn i atmosfærenNye EPA-bensinregler hjelper presidentens klimagruppeVellykket malariavaksine viser også effektive hos spedbarnForskere lager ny solcelle4 nye innovasjoner for å energisere verden