وقتی کار به بررسی سیارات بیگانه می‌رسد، تلسکوپ فضایی جیمز وب ممکن است به‌شدت اشتباه کند، البته نه این‌که خودش اشتباه کند [بلکه ممکن است تفسیر ما از بررسی سیارات فراخورشیدی اشتباه باشد.]

این موضوع، یافته‌های یک مطالعه جدید از پژوهشگرانی است که نه به اپتیک تلسکوپ [جیمز] وب، بلکه به مدل‌هایی که دانشمندان پس از رصد تلسکوپ برای تفسیر یافته‌ها استفاده می‌کنند، نگاهی انداختند.

به گفته پراجوال نیراولا، دانشجوی تحصیلات تکمیلی در [دانشگاه] ام‌آی‌تی و یکی از نویسندگان مقاله جدیدی که پنجشنبه در «نیچر آسترونومی» منتشر شد، به‌طور خاص، مدل‌های مورداستفاده دانشمندان برای درک کدری (opacity) [به معنی توانایی جسم در جلوگیری از عبور تابش نور] و اینکه نور با چه میزان آسانی از اتمسفر عبور می‌کند به اندازه کافی دقیق نیستند و از آنجایی‌که [تلسکوپ فضایی جیمز] وب، سیارات فراخورشیدی - سیارات اطراف ستارگانی غیر از خورشید ما - را با اندازه‌گیری طول‌موج‌های نوری که از اتمسفر سیاره عبور می‌کند، با استفاده از ابزار طیف‌سنجی خود بررسی می‌کند، مدل‌های کمتر دقیق‌تر می‌توانند به این معنی باشند که رصدهای تلسکوپ وب به میزان تا ۱۰ مرتبه دور از واقعیت باشند.

نیراولا در بیانیه مطبوعاتی گفت: «در حال حاضر، مدلی که ما برای رمزگشایی اطلاعات طیفی استفاده می‌کنیم، با دقت و کیفیت داده‌هایی که از تلسکوپ جیمز وب در اختیار داریم، تطابق ندارد. ما باید [نقشه] بازی خود را ارتقا دهیم و با هم مشکل کدری را حل کنیم.»

ابزار طیف‌سنج وب یک «طیف» به دست می‌آورد، مجموعه‌ای از طول‌موج‌های نوری که در جو یک سیاره فراخورشیدی می‌تابد. ازآنجایی‌که مولکول‌های مختلف، نور را در طول‌موج‌های مختلف جذب می‌کنند، الگوی منحصربه‌فرد یک طیف می‌تواند به دانشمندان بگوید که در جو یک سیاره چه ترکیباتی با چه مقادیری وجود دارند، ازجمله گازها و مواد آلی که می‌توانند حاکی از فعالیت زیستی باشند.

بنابراین، حل نشدن مشکل مدل کدری در عمل می‌تواند به معنای از دست دادن نشانه‌های حیات در یک سیاره فراخورشیدی یا دریافت مثبت کاذب برای نشانه‌های بالقوه حیات بیگانه در جو سیاره فراخورشیدی باشد.

ژولین دو ویت، استاد بخش علوم زمین، جو و سیاره دانشگاه ام‌آی‌تی و یکی از نویسندگان این مقاله در بیانیه‌ای مطبوعاتی گفت: «ازنظر علمی تفاوت معنا‌داری بین وجود ترکیبی مانند آب به میزان ۵ درصد، در برابر ۲۵ درصد وجود دارد که مدل‌های فعلی قادر نیستند آن را از هم متمایز کنند.» 

پژوهشگران در مطالعه خود، مدل‌های کدری جایگزینی را طرح کردند که مفروضات خاصی را در خصوص نحوه برهم‌کنش نور و ماده در جو سیاره فراخورشیدی تغییر می‌دهد. آن‌ها سپس با این مدل‌ها، داده‌ها را به طیف‌های وب وارد کردند و هر کدام نتایج بسیار متفاوتی از یکدیگر تولید کردند، درعین‌حال به نظر می‌رسید که هر مدل به‌خوبی با داده‌ها تطابق دارد. به عبارت دیگر، برای دانشمندانی که به آن داده‌ها نگاه می‌کنند، تشخیص اشتباه بودن آن دشوار خواهد بود، مگر اینکه می‌دانستند به دنبال چه چیزی می‌گردند.

دکتر دو ویت گفت: «ما متوجه شدیم که حتی با یک مدل اشتباه، پارامترهای کافی برای تغییر دادن وجود دارد تا همچنان تطابق خوبی ـ [بین مشاهدات و داده‌ها] داشته باشید، به این معنی که شما نمی‌دانید که مدل شما اشتباه است و آنچه به شما می‌گوید اشتباه است.»

محققان راه‌های مختلفی را پیشنهاد می‌کنند که می‌توان مدل‌های کدری را اصلاح کرد تا بتوانند با دقت اپتیکی [تلسکوپ جیمز] وب مطابقت داشته باشند، از آزمایش‌های آزمایشگاهی بیشتر گرفته تا مدل‌های بنیادی، اصلاح مدل‌ها و یک پایگاه مرکزی داده با قالب‌بندی استاندارد به‌منظور کمک به اخترشناسان برای به‌روزرسانی مدل‌های خود از داده‌های طیفی و آزمایش‌ها.

نیراولا گفت: «اگر به‌خوبی بدانیم نور و ماده چگونه برهم‌کنش می‌کنند، کارهای زیادی می‌توان انجام داد». «ما این موضوع را به اندازه کافی در مورد شرایط زمین می‌دانیم، اما به محض اینکه به سوی انواع دیگر اتمسفرها می‌رویم، همه چیز تغییر می‌کند و داده‌هایی زیاد با کیفیت رو به افزایشی وجود دارند که ما را به خطر سوء‌برداشت می‌اندازد.»