NASA Space Artists forklarer deres eksoplanet illustrasjoner

Vi er midt i den første store alderen av eksoplanetutforskning. I løpet av de siste tiårene har antallet kjente eksosolare planeter raket fra null til tusenvis. Men, i motsetning til New Horizons-sonden som tok de fantastiske nye bildene av Pluto, kan teleskopene som hjelper oss med å finne disse fjerne verdenene ikke fange fullstendig portretter. Så, når NASA ønsker å vise verden hva den jobber med, må byrået bli kunstnerisk.

Omvendt fanget opp med astronomen Robert Hurt og animatoren Tim Pyle, som sammen danner visualiseringsgruppen på NASAs Spitzer Space Telescope Station, for å snakke om hvordan de lager nudder av himmellegemer milliarder miles unna.

Hva gjør eksoplanetvisualiseringer så viktige?

Robert Hurt: Vi vet bare en liten, liten bit om disse planetene. De er blips i dataene. Kanskje vi bare har temperatur estimater, eller diameter estimater - det vi ikke vet vil fylle rom. Og det vi vet kan oppsummeres med noen få punkter. Men hvis vi kan produsere et kunstverk som er helt i samsvar med det vi vet, fungerer det som en visuell snarvei for folk som blir tiltrukket av historien.

Tim Pyle: Hvis vi finner noe som forteller oss at det er en veldig varm Jupiter, hvis atmosfære blir blåst av sin nærliggende stjerne, er det en ting å skrive det ned på en side. Det er en annen ting å skape et kunstners konsept slik at publikum kan visualisere det.Som, "Hellige ku, dette er det som foregår!" Det gjør det mer ekte, mer visceralt.

Hvordan går du mellom linjen mellom det vi vet - og du kommer definitivt i illustrasjonen - i motsetning til hva vi ikke gjør, eller kanskje har vi en mer generell ide?

TP: Mange av publikum er interessert i eksoplaneter på grunn av ideen om at vi kunne finne livet utenfor vårt solsystem. Alt som kan bidra til den ideen, må vi være veldig forsiktig med når og når vi introduserer det. Hvis vi skal legge vann inn i illustrasjonen, må vi være sikre på at vitenskapen støtter at det kan være vann: Det er nær nok til stjernen at vann er tilstede, men det er ikke frosset, så vi har nå flytende vann på overflaten. Vi ville bare introdusere det dersom vitenskapen ville sikkerhetskopiere det.

RH: Et nøkkelelement her er plausibilitet. Uansett hva vi presenterer i det - hva som helst valg vi må gjøre - det skal i det minste være vitenskapelig troverdig for hva kjerneforskningen har indikert.

TP: Men bare for store ting. Jeg mener, hvis det kommer til små ting som hvor mange skyer ville det være, eller hvilken form kan de være? Det spiller ingen rolle på en eller annen måte. Da har vi mye mer kunstnerisk lisens for å finne ut hvordan det ser ut.

RH: Generelt begynner prosessen imidlertid alltid og slutter egentlig med forskningsforskerne. Noen av disse prosjektene begynner med en diskusjon med forskerne … Jeg går gjennom papiret, den publiserte tidsskriftartikkelen, og leser gjennom og finner ting som slår meg som kan være av visuell interesse for det vi gjør. Så setter vi seg og vi snakker med forskerne. Vi diskuterer mulighetene for ting de håndterer som de er mest komfortable med å understreke et gitt resultat. Det jeg liker å gjøre er å gå bort fra samtalen med en kolliste med to, tre, fire, fem ting som vi har blitt enige om, ja, det er de gode tingene å etablere i historien. Deretter kommer kunstverket inn i å lage en illustrasjon som omfatter alle de bitene med informasjon i kullisten. Og så alt annet som vi ikke vet, det er den delen som blir fylt med kunst.

Hvor vil du si at dine mest kreative eller kunstneriske valg kommer inn i spill?

TP:Det er i detalj hvor vi har mye frihet. For eksempel var en av de jordiske planeter, Kepler 186f, det visse brede slag som vi hadde basert på hvor stor det er og det kan ha flytende vann? (Men det har nok ikke så mye som Jorden.) Så forskerne kom opp med en prosentandel, som jeg tror var kanskje 25 prosent av overflaten var vann og 75 prosent ikke. Men så langt som det så ut - er det et gigantisk hav eller som innsjøer? Hvordan ble de distribuert? Hva ser landets topografi ut? Siden vi ikke har noen informasjon om det, er det mye frihet til å få det til å se ut som vi vil. Det var faktisk morsomt, skulpturelle innsjøer og elver og ting på overflaten.

Har du nå økt informasjon for å jobbe med når astronomer oppdager en ny planet?

RH: Sikkert hva som skjedde er, på grunn av eksplosjonen av kjente eksoplaneter og kjente systemer og de varierende forholdene, har det vært mye mer teoretisk arbeid som pågår og fortsetter å gi en slags teoretisk kontekst for hvilke forhold som ville være som på disse. Lag som jobber med eksoplanetfunn nå, bare etter denne undersøkelsens natur, har mye mer informasjon til rådighet enn for 5 år siden som det som er sannsynlig å være et plausibelt sett med modeller som beskriver - vil dette ha en atmosfære? Eller skal det være rockete? Hva vil overflatetemperaturen sannsynligvis være? Muligheten for å utsette magma? Eller indikasjoner på ting som kan være vulkansk aktivitet. Eksplosjonen av dette feltet har faktisk gitt så mye mer kontekst til å tolke resultater enn det som var tilgjengelig i begynnelsen.

Gjør den teoretiske konteksten jobbene enklere?

TP: Fra en rent kunstnerisk måte tror jeg at stor kunst oppnås gjennom begrensning. Hvis du har mange interessante begrensninger på hva som kan og ikke kan være der, driver det faktisk flere muligheter til å virkelig lage et fint stykke kunstverk som alle passer inn i det. Haiku er en mer interessant poesiform enn bare et fritt vers.

RH: Hvis du sier det så.

TP: Vi er enige om å være uenige. Personlig, jo mer som forskerne kan gi oss om hva de tror skjer, jo lykkeligere er jeg. Det lar oss virkelig fokusere på de subtile delene av kunstverket …. Det er min forståelse at mange av disse modellene ikke kommer til å gå for mye inntil vi faktisk går over og ser noen av disse planetene personlig. Inntil da er de fortsatt en teoretisk modell. Jeg kunne tenke meg at det ville vært svært vanskelig for oss å ha spådd hva en Venus-type planet eller en Mars-type planet ville ha sett ut i et annet solsystem hvis vi ikke hadde Venus og Mars å se på her. Ingen av dem tror jeg er ubeboelig og en av dem er veldig nær. Vi har kanskje trodd at det så mye annerledes ut. Vi ville ikke ha kjent at Venus var så ugjestmild hvis vi oppdaget det rundt andre stjerner.

RH: Venus er en fin case studie i at naivt man potensielt vil forlenge beboelig sone med ganske stor grense i vårt solsystem, men vi har en ganske klar avgrensning at noe størrelsen på jord som er 20 prosent nærmere solen enn jorden klart ikke er beboelig. Det definerer virkelig beboelig sone for oss empirisk.

TP: Vel, det kan ikke være beboelig. Fordi vi ikke engang kan si det.

RH: Gitt alle ting som er like … Tricket med Venus er at det bare øker overflatenes temperatur som mye mer over jorden, vi garanterer mye mer vanndamp i luften, noe som ville være mer drivhuseffekt; Venus ville være det definerende eksempelet på den grønne drivhuseffekten. Og jo mer skit som er i luften, jo varmere blir det, forårsaker flere ting å fordampe i luften, noe som akselererer effekten. Det faktum at Venus er bare 20 prosent nærmere sola enn Jorden, men at overflatetemperaturen er 900 grader Kelvin er en meget forskjellig overflate.

Alt annet om arbeidet du vil nevne?

RH: Muligheten til å være i stand til å virkelig bidra til å ta på den visuelle siden av vitenskapelig kommunikasjon, tror jeg, er egentlig bare en nydelig og spennende drømkarriere å ha. Astronomi, for meg, har alltid vært som et gateway-stoff mot vitenskapen. Det lokker dem inn med de vakre bildene for å få dem til å faktisk lære vitenskapens metodikk og mye om det …. Jeg tror det er bare en fantastisk utfordring, og det er en del av hvorfor vi alltid prøver å spille opp vårt spill. Vi ønsker alltid at historien skal være klarere. Vi ønsker at historien skal bli bedre.

TP: Når det gjelder å se hva noen av disse planetene egentlig ser ut, er vi fremdeles en vei av det som skjer. Vi er klar over at vi faktisk kan fange ekko av en planet, enten det er 30 meter teleskopet eller noen av disse teknologiene som Jet Propulsion Lab gjør, ting som kan blokkere stjernens lys så vi kan se planeten. Men vi snakker fortsatt om små prikker. Og det kommer til å være slik lenge før vi skal kunne se dem stort nok til at vi kan se om artistens konsepter er korrekte eller ikke. På grunn av det er kunstnerens konsepter egentlig det eneste vinduet til å visualisere hva disse planetene ser ut. Det er ydmykende for å kunne være i den prosessen med å skape den kunsten.