据路透社报导，德国德累斯顿学院的理论天体化学学家Kevinfú取得了一项罕见的成就。他为估算行星和卫星的光反射所需的一个古老的物理问题得出了新的解决方案。如今，可以用一种简单的方法来解释数据，比如了解行星大气层。新的公式可能会被列入未来的教科书中。
几千年来，人类仍然在观察月相的变化。当地球向我们展示它的不同“面貌”时，地球反射的太阳光的上升和增长，被称为"相位曲线"。检测地球和太阳系行星的相位曲线是天文学的一个古老分支，起码可以溯源到一个世纪曾经。这种相位曲线的形状编码了关于这种天体的表面和大气的信息。在现代，天文学家借助空间望远镜，如哈勃、斯皮策、TESS和，检测了系外行星的相位曲线。这种观测结果与理论预测进行了比较。为了做到这一点，人们须要一种估算这种相位曲线的方式。这涉及到寻求一个有关幅射数学学的困难物理问题的解决方案。
自18世纪以来，估算相位曲线的方式早已存在。这种解决方案中最古老的可以溯源到生活在18世纪的英国物理家、物理学家和天文学家约翰·海因里希·兰伯特。估算太阳系行星反射光的问题是由英国天文学家亨利·诺里斯·罗素在1916年一篇有影响力的论文中提出的。另一个知名的1981年的解决方案归功于德国地球科学家BruceHapke，他是在俄罗斯裔日本人诺贝尔奖获得者于1960年所做的精典工作的基础上提出的。Hapke开创了使用相位曲线的物理解法研究地球的先河。南斯拉夫化学学家在其1975年出版的具有影响力的教科书中也对天体反射光的研究作出了重要贡献。遭到那些科学家工作的启发，奥斯陆学院空间和可居住性中心CSH的理论天体化学学家Kevinfú发觉了一整个估算相位曲线的新物理解决方案系列。这篇论文由Kevinfú与苏黎世学院与日内瓦学院共同管理的国家研究中心NCCR的Brett以及CSH的合作撰写，刚才发表在《自然-天文学》杂志上。
普遍适用的解决方案
“我很辛运，这种伟大的科学家早已完成了这一丰富的工作。Hapke发觉了一种更简单的方式来写下的精典解决方案，他知名地解决了各向同性散射的幅射转移多项式。早已意识到，人们起码可以在两个物理座标系中研究这个问题。”Sara在她2010年的教科书中对这个问题进行了总结，因而导致了Kevinfú的注意。
通过结合这种看法，Kevinfú才能写下反射硬度（反照率）和相位曲线形状的物理解决方案，既完全在纸上又不须要利用计算机。“这些解决方案的突破性方面是，它们对任何反射法都有效，这意味着它们可以被用于特别普遍的方法。当我将这种纸笔估算与其他研究人员使用计算机估算的结果进行比较时，决定性的时刻到来了。”Kevin说：“我被她们的匹配程度吓到了。”
对土星相位曲线的成功剖析
Kevin说：“让我激动的不仅仅是新理论的发觉天体物理学什么意思，还有它对解释数据的重大意义。”例如，卡西尼号航天器在21世纪初检测了土星的相位曲线，但先前没有对那些数据进行深入剖析，可能是由于估算成本太高。有了这个新的解决方案系列，Kevin才能剖析卡西尼号的相位曲线，并推测出土星的大气层饱含了由不同大小的小型不规则颗粒组成的云。这项研究刚才由《天体化学学刊物》发表，与日本佛罗里达州休斯敦学院的卡西尼号数据专家和行星科学家李立明合作。
剖析空间望远镜数据的新可能性
Kevin表示：“在纸上写下反射光相位曲线的物理解决方案的能力，意味着人们可以在几秒钟内用它们来剖析数据。”它开辟了先前不可行的解释数据的新方式。Kevin正在与-（目前在伦敦天文台）合作，进一步推广这种物理解决方案。Kevin说：“-是一个比我更有天赋的应用物理家，我们承诺在不久的将来会有令人激动的结果。”
在《自然-天文学》发表的论文中，Kevin和他的合作者展示了一种剖析开普勒太空望远镜中系外行星-7b相位曲线的新方式。Brett领导了该论文的数据剖析部份。“Brett在我的研究小组中领导任务的数据剖析，他的现代数据科学方式对于成功地将物理解决方案应用于真实数据至关重要，”Kevin解释说。她们目前正在与英国领导的TESS空间望远镜的科学家合作，剖析TESS相位曲线数据。Kevin构想，这种新的解决方案将带来剖析正式到来的、耗资100亿港元的詹姆斯-韦伯太空望远镜的相位曲线数据的新方式，该望远镜将于2021年晚些时侯发射。Kevin说：“最让我激动的是，这种物理解决方案在我离开后仍将常年有效天体物理学什么意思，并可能步入标准教科书。”