Астрофизик получил новое математическое решение старой астрономической проблемы

Астрофизик-теоретик из Берна, Кевин Хенг, получил новые решения старой математической задачи, необходимой для расчета отражений света от планет и спутников. Теперь полученные данные можно объяснить проще, например, необходимые для изучения атмосфер планет, сообщает Scitechdaily

Изменения солнечного света, отраженного от Луны, известны как "фазовая кривая". Минимум сто лет астрономы занимаются изучением фазовых кривых нашего спутника и других планет Солнечной системы. В формах эти фазовых кривых таится информация о поверхности и атмосфере небесных тел. В изучении фазовых кривых сейчас астрономам помогают космические телескопы Хаббла, "Спитцер", TESS и CHEOPS.

Математические расчеты фазовых кривых ведутся давно и было предложено много разных решений. Но астрофизик-теоретик Кевин Хенг из Бернского университета открыл целый ряд новых математических решений для расчета фазовых кривых.

Записал на бумаге

Объединив идеи своих предшественников, Хенг смог записать математические решения для силы отражения (альбедо) и формы фазовой кривой, на бумаге, без использования компьютера.

"Новаторский аспект этих решений заключается в том, что они действительны для любого закона отражения, что означает, что их можно использовать в разных целях. Решающий момент наступил для меня, когда я сравнил эти расчеты, сделанные ручкой на бумаге, с тем, что сделали другие ученые с помощью компьютерных расчетов. Я был потрясен тем, насколько хорошо они совпали", — говорит Хенг.

Космический аппарат "Кассини" измерил фазовые кривые Юпитера в начале 2000-х годов, но глубокий анализ данных ранее не проводился, вероятно, потому, что вычисления были слишком дорогими в вычислительном отношении. С помощью нового ряда решений Хенг смог изучить фазовые кривые и сделал вывод, что в атмосфере Юпитере облака состоят из больших частиц неправильной формы разного размера.

Атмосфера планеты

Термин "атмосфера планеты" относится к газовой оболочке, окружающей любую из планет внутри или за пределами Солнечной системы. Для полного изучения свойств атмосферы планеты нужно знать температуру атмосферы, химический состав атмосферы, структуру атмосферы и характер циркуляции в атмосфере.

Изучение атмосфер планет традиционно подразделяется на две большие категории, отделяя планеты, ближайшие к Солнцу (планеты земной группы), куда входят Меркурий, Венера, Земля, Марс от планет планеты-гигантов, таких как Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. На основании удаленности от Солнца бывшая девятая планета Плутон может быть включена во вторую группу, но это не планета-гигант, и о ней и ее атмосфере сейчас мало что известно.

Новые решения для нового телескопа

Хенг предполагает, что новые решения приведут к новым способам анализа данных фазовой кривой с будущего космического телескопа Джеймса Уэбба стоимостью 10 миллиардов долларов, который запустят в этом году. "Что меня радует, так это то, что эти математические решения останутся действующими еще долго после моей смерти, и, вероятно, войдут в учебники", — говорит Хенг.