Månen som hängde på natthimlen skickade Robert Hurts sinne ut i rymden – till en region cirka 40 ljusår bort, faktiskt, där sju planeter i jordstorlek trängdes nära ett mörkt ljus, röd sol.

Ont, en visualiseringsforskare vid Caltechs IPAC-center, gick utanför sitt hem i Mar Vista, Kalifornien, strax efter att han fick reda på upptäckten av dessa steniga världar runt en stjärna som heter TRAPPIST-1 och fick i uppdrag att visualisera dem. Planeterna hade avslöjats av NASA:s Spitzer Space Telescope och markbaserade observatorier.

"Jag stannade precis i mitt spår, och jag bara stirrade på det, " sa Hurt i en intervju. "Jag föreställde mig att det kunde vara, inte vår måne, men nästa planet över - hur det skulle vara att vara i ett system där du kan slå upp och se kontinentala funktioner på nästa planet. "

Så började en sorts inspirerande lavin. Hurt och hans kollega, multimediaproducenten Tim Pyle, utvecklade en serie arresteringar, fotorealistiska bilder av hur det nya systemets tätt packade planeter kan se ut – så tätt packade att de skulle skymta på varandras himmel. Deras visioner om TRAPPIST-1-systemet skulle dyka upp i ledande nyhetskanaler runt om i världen.

Artister som Hurt and Pyle, som gör levande visualiseringar baserade på data från Spitzer och andra uppdrag, är hybrider av olika slag, blanda expertis inom både vetenskap och konst. Från krångel på diagram och kolumner med siffror, de trollar rött, blå och gröna världar, med halvfrusna hav eller bubblande lava. Eller så transporterar de oss till ytan av en värld med en röd-orange sol på plats, och en himmel full av planetariska följeslagare.

"För allmänheten, värdet av detta är inte bara att ge dem en bild av något någon hittat på, "sa Douglas Hudgins, en programforskare för Exoplanet Exploration Program vid NASA:s högkvarter i Washington. "Dessa är verkliga, välutbildade gissningar om hur något kan se ut för människor. En bild säger mer än tusen ord."

Hurt säger att han och Pyle bygger på konstnärliga pionjärers arbete.

"Det finns faktiskt en lång historia och tradition för rymdkonst och vetenskapsbaserad illustration, " sa han. "Om du spårar dess rötter tillbaka till artisten Chesley Bonestell (känd på 1950- och 60-talen), han var verkligen konstnären som fick denna idé:Låt oss gå och föreställa oss hur planeterna i vårt solsystem faktiskt skulle kunna se ut om du var, säga, på Jupiters måne, Io. Hur stor skulle Jupiter synas på himlen, och vilken vinkel skulle vi se det från? "

För att börja arbeta med deras visualiseringar, Hurt delade upp de sju TRAPPIST-1-planeterna med Pyle, som delar ett kontor med honom på Caltechs IPAC -center i Pasadena, Kalifornien.

Hurt har en doktorsexamen i astrofysik, och har arbetat på centret sedan han var postdoktor 1996 – då astronomisk konst bara var hans hobby.

"De skapade ett jobb åt mig, " han sa.

Pyle, vars bakgrund är i Hollywood specialeffekter, gick med i Hurt 2004.

Hurt vänder sig till Pyle för konstnärlig inspiration, medan Pyle förlitar sig på Hurt för att kontrollera sin vetenskap.

"Robert och jag har våra skrivbord bredvid varandra, så vi ger varandra feedback hela tiden, "Sa Pyle." Vi höjer varandras spel, Jag tror."

TRAPPIST-1-världarna erbjöd dem båda en unik utmaning. De två hade redan ett rykte om att illustrera många exoplaneter - planeter runt stjärnor bortom vår egen - men aldrig sju världar i jordstorlek i ett enda system. Planeterna samlar sig så nära sin stjärna att ett "år" på var och en av dem - tiden det tar att slutföra en enda bana - kan räknas i jorddagar.

Och som den överväldigande majoriteten av de tusentals exoplantor som hittills hittats i vår galax, de upptäcktes med hjälp av indirekta medel. Det finns inget teleskop idag som är kraftfullt nog att fotografera dem.

Verklig vetenskap informerade deras konstnärliga vision. Med hjälp av data från teleskopen som avslöjar varje planets diameter såväl som dess "vikt, "eller massa, och känd stjärnfysik för att bestämma mängden ljus varje planet skulle ta emot, konstnärerna gick till jobbet.

Båda rådgjorde nära med planeternas upptäcktsteam när de planerade att ett tillkännagivande från NASA skulle sammanfalla med en rapport i tidskriften Nature.

"När vi gör de här konstnärernas koncept, vi säger aldrig, 'Så här ser faktiskt dessa planeter ut, "" sa Pyle. "Vi gör rimliga illustrationer av hur de skulle kunna se ut, baserat på vad vi vet hittills. Att ha detta breda utbud av sju planeter låter oss faktiskt illustrera nästan hela bredden av vad som skulle vara rimligt. Det här skulle bli detta otroliga interstellära laboratorium för vad som skulle kunna hända på en planet i jordstorlek."

För TRAPPIST-1b, Pyle tog Jupiters vulkanmåne, Io, som inspiration, baserat på förslag från forskarteamet. För den yttersta världen, TRAPPIST-1h, han valde två andra jovianska månar, den isomslutna Ganymedes och Europa.

Efter att ha pratat med forskarna, Hurt skildrade TRAPPIST-1c som torr och stenig. Men eftersom alla sju planeterna förmodligen är tidvattenlåsta, för alltid att presentera ett ansikte för sin stjärna och det andra för kosmos, han lade en iskappa på den mörka sidan.

TRAPPIST-1d var en av tre som faller inuti stjärnans "beboeliga zon", eller på rätt avstånd från det för att tillåta eventuellt flytande vatten på ytan.

"Forskarna sa till oss att de skulle vilja se det porträtteras som något de kallade en 'ögonglobsvärld', "" sa Hurt. "Du har en torr, varm sida som är vänd mot stjärnan och en iskappa på baksidan. Men någonstans däremellan, du har (en zon) där isen kan smälta och bibehållas som flytande vatten."

Vid denna tidpunkt, Hurt sa, konsten ingrep. Forskarna förkastade hans första version av planeten, som visade flytande vatten som trängde in långt in i "dagsidan" av TRAPPIST-1d. De hävdade att vattnet med största sannolikhet skulle hittas långt inom planetens mörka halva.

"Då har jag liksom tryckt tillbaka, och sa, "Om det är på den mörka sidan, ingen kan titta på det och förstå att vi säger att det finns vatten där, '" sa Hurt. De gjorde en kompromiss:mer vatten mot dagen än vad forskarteamet kunde förvänta sig, men en bättre visuell representation av vetenskapen.

Samma push och pull mellan vetenskap och konst sträcker sig till andra former av astronomisk visualisering, oavsett om det är en alla hjärtans dagstecknad film om en stjärna som pulserar som ett hjärta i takt med sin planet, eller material för storsäljandet av den första upptäckten av gravitationsvågor av Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory i februari 2016. De har också illustrerat asteroider, neutronstjärnor, pulsarer och bruna dvärgar.

Visualiseringar baserade på data kan också informera vetenskapen, leder till genuina vetenskapliga insikter. Forskarnas slutsatser om TRAPPIST-1 tycktes först antyda att planeterna skulle badas i rött ljus, potentiellt döljande funktioner som blåfärgade vattendrag.

"Det gör det svårt att verkligen skilja på vad som händer, " sa Hurt.

Hurt bestämde sig för att undersöka saken. En kollega försåg honom med ett spektrum av en röd dvärgstjärna som liknar TRAPPIST-1. Han överlagrade det med det mänskliga ögats "responsivitetskurvor", och fann att de flesta av forskarnas "röda" kom från infrarött ljus, osynlig för mänskliga ögon. subtrahera det, och det som finns kvar är en mer röd-orange nyans som vi kan se stå på ytan av en TRAPPIST-1-värld - "typ av samma färg som du kan förvänta dig att få från en lågwattslampa, " sa Hurt. "Och forskarna tittade på det och sa, 'Åh, ok, bra, det är orange. När matematiken ger dig svaret, det finns verkligen inte mycket att bråka om."

För ont, det verkliga målet med vetenskaplig illustration är att upphetsa allmänheten, engagera dem i vetenskapen, och ge en ögonblicksbild av vetenskaplig kunskap.

"Om du tittar på hela rymdkonstens historia, når många tillbaka, många decennier, du kommer att upptäcka att du har ett visuellt register, ", sa han. "Konsten är en historisk uppteckning av vår föränderliga förståelse av universum. Det blir en del av historien, och en del av forskningen, Jag tror."