A lua pairando no céu noturno enviou a mente de Robert Hurt para o espaço profundo - para uma região a cerca de 40 anos-luz de distância, na verdade, onde sete planetas do tamanho da Terra se aglomeraram perto de um escuro, sol vermelho.

Ferir, um cientista de visualização no centro IPAC da Caltech, estava saindo de sua casa em Mar Vista, Califórnia, logo depois ele soube da descoberta desses mundos rochosos ao redor de uma estrela chamada TRAPPIST-1 e recebeu a tarefa de visualizá-los. Os planetas foram revelados pelo Telescópio Espacial Spitzer da NASA e observatórios baseados em terra.

"Eu simplesmente parei no meio do caminho, e eu apenas olhei para ele, "Hurt disse em uma entrevista." Eu estava imaginando que poderia ser, não nossa lua, mas o próximo planeta acabou - como seria estar em um sistema onde você pudesse olhar para cima e ver as características continentais do próximo planeta. "

Então começou uma espécie de avalanche inspiradora. Hurt e seu colega, produtor multimídia Tim Pyle, desenvolveu uma série de prender, imagens fotorrealísticas de como os planetas compactados do novo sistema poderiam ser - tão compactados que pareceriam grandes no céu uns dos outros. Suas visões do sistema TRAPPIST-1 apareceriam nos principais veículos de notícias em todo o mundo.

Artistas como Hurt e Pyle, que renderizam visualizações vibrantes com base em dados do Spitzer e outras missões, são híbridos de uma espécie, combinando experiência em ciência e arte. De rabiscos em gráficos e colunas de números, eles evocam vermelho, mundos azuis e verdes, com oceanos meio congelados ou lava borbulhante. Ou eles nos transportam para a superfície de um mundo com um sol vermelho alaranjado fixo no lugar, e um céu cheio de companheiros planetários.

“Para o público, o valor disso não é apenas dar a eles uma imagem de algo que alguém inventou, "disse Douglas Hudgins, um cientista do programa de exploração de exoplanetas na sede da NASA em Washington. "Estes são reais, suposições educadas de como algo pode parecer para os seres humanos. Uma imagem vale mais que mil palavras. "

Hurt diz que ele e Pyle estão construindo sobre o trabalho de pioneiros artísticos.

"Na verdade, há uma longa história e tradição de arte espacial e ilustração científica, "ele disse." Se você rastrear suas raízes no artista Chesley Bonestell (famoso nas décadas de 1950 e 60), ele realmente foi o artista que teve esta ideia:vamos imaginar como os planetas em nosso sistema solar seriam realmente semelhantes se você fosse, dizer, na lua de Júpiter, Io. Qual seria o tamanho de Júpiter no céu, e de que ângulo estaríamos vendo? "

Para começar a trabalhar em suas visualizações, Hurt dividiu os sete planetas TRAPPIST-1 com Pyle, que divide o escritório com ele no centro IPAC da Caltech em Pasadena, Califórnia.

Hurt tem um Ph.D. em astrofísica, e trabalha no centro desde que era pesquisador de pós-doutorado em 1996 - quando a arte astronômica era apenas seu hobby.

"Eles criaram um trabalho para mim, " ele disse.

Pyle, cuja experiência é em efeitos especiais de Hollywood, juntou-se à Hurt em 2004.

Hurt recorre a Pyle em busca de inspiração artística, enquanto Pyle confia em Hurt para verificar sua ciência.

"Robert e eu temos nossas mesas lado a lado, por isso, estamos constantemente dando feedback uns aos outros, "Pyle disse." Nós estamos melhorando o jogo um do outro, Eu penso."

Os mundos TRAPPIST-1 ofereceram a ambos um desafio único. Os dois já tinham a reputação de ilustrar muitos exoplanetas - planetas ao redor de estrelas além da nossa - mas nunca sete mundos do tamanho da Terra em um único sistema. Os planetas se aglomeram tão perto de sua estrela que um "ano" em cada um deles - o tempo que levam para completar uma única órbita - pode ser contado em dias terrestres.

E como a esmagadora maioria dos milhares de exoplantes encontrados em nossa galáxia até agora, eles foram detectados por meios indiretos. Não existe hoje nenhum telescópio poderoso o suficiente para fotografá-los.

A verdadeira ciência informou sua visão artística. Usando dados dos telescópios que revelam o diâmetro de cada planeta, bem como seu "peso, "ou massa, e física estelar conhecida para determinar a quantidade de luz que cada planeta receberia, os artistas começaram a trabalhar.

Ambos consultaram de perto a equipe de descoberta dos planetas enquanto planejavam um anúncio da NASA para coincidir com um relatório na revista Nature.

“Quando estamos fazendo esses conceitos de artista, nunca estamos dizendo, 'Esta é a aparência real desses planetas, '", Disse Pyle." Estamos fazendo ilustrações plausíveis de como eles poderiam ser, com base no que sabemos até agora. Tendo essa ampla gama de sete planetas, na verdade, vamos ilustrar quase toda a amplitude do que seria plausível. Este seria um incrível laboratório interestelar para o que poderia acontecer em um planeta do tamanho da Terra. "

Para TRAPPIST-1b, Pyle pegou a lua vulcânica de Júpiter, Io, como uma inspiração, com base nas sugestões da equipe de ciências. Para o mundo mais externo, TRAPPIST-1h, ele escolheu duas outras luas de Júpiter, o Ganimedes e a Europa envoltos em gelo.

Depois de falar com os cientistas, Hurt retratou TRAPPIST-1c como seco e rochoso. Mas porque todos os sete planetas estão provavelmente bloqueados por maré, sempre apresentando uma face para sua estrela e a outra para o cosmos, ele colocou uma calota de gelo no lado escuro.

TRAPPIST-1d foi um dos três que se enquadram na "zona habitável" da estrela, ou a distância certa dele para permitir possível água líquida na superfície.

"Os pesquisadores nos disseram que gostariam de vê-lo retratado como algo que chamaram de 'mundo do globo ocular, '"Disse Hurt." Você tem uma seca, lado quente que está voltado para a estrela e uma capa de gelo na parte de trás. Mas em algum lugar no meio, você tem (uma zona) onde o gelo pode derreter e ser sustentado como água líquida. "

Neste ponto, Hurt disse, arte interveio. Os cientistas rejeitaram sua primeira versão do planeta, que mostrou água líquida penetrando profundamente no "lado diurno" do TRAPPIST-1d. Eles argumentaram que a água provavelmente seria encontrada bem na metade escura do planeta.

"Então eu meio que recuei, e disse, 'Se estiver no lado negro, ninguém pode olhar para ele e entender que estamos dizendo que há água ali, '"Disse Hurt. Eles chegaram a um acordo:mais água para o lado diurno do que a equipe de ciência poderia esperar, mas uma melhor representação visual da ciência.

O mesmo impulso entre ciência e arte se estende a outras formas de visualização astronômica, seja um desenho animado do Dia dos Namorados de uma estrela pulsando como um coração no tempo de seu planeta, ou materiais para o anúncio do blockbuster da primeira detecção de ondas gravitacionais pelo Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory em fevereiro de 2016. Eles também ilustraram asteróides, estrelas de nêutrons, pulsares e anãs marrons.

As visualizações baseadas em dados também podem informar a ciência, levando a descobertas científicas genuínas. As conclusões dos cientistas sobre o TRAPPIST-1 inicialmente pareciam sugerir que os planetas seriam banhados por luz vermelha, recursos potencialmente obscuros, como corpos d'água em tons de azul.

"É difícil diferenciar realmente o que está acontecendo, "Hurt disse.

Hurt decidiu investigar. Um colega forneceu-lhe um espectro de uma estrela anã vermelha semelhante a TRAPPIST-1. Ele cobriu isso com as "curvas de responsividade" do olho humano, e descobri que a maioria do "vermelho" dos cientistas veio da luz infravermelha, invisível aos olhos humanos. Subtraia isso, e o que resta é um tom laranja-avermelhado que podemos ver na superfície de um mundo TRAPPIST-1 - "tipo da mesma cor que você esperaria obter de uma lâmpada de baixa potência, "Disse Hurt." E os cientistas olharam para isso e disseram:'Oh, OK, excelente, é laranja. ' Quando a matemática lhe diz a resposta, realmente não há muito o que discutir. "

Para Ferido, o verdadeiro objetivo da ilustração científica é entusiasmar o público, envolvê-los na ciência, e fornecer um instantâneo do conhecimento científico.

"Se você olhar para toda a história da arte espacial, alcançando muitos, muitas décadas, você descobrirá que tem um registro visual, "disse ele." A arte é um registro histórico de nossa compreensão mutante do universo. Torna-se parte da história, e uma parte da pesquisa, Eu penso."