Планеты которые сталкиваются: Посмотрите, как сталкиваются планеты: ученые смоделировали мощнейшие удары |

Содержание

Ученые впервые увидели, как сталкиваются новорожденные планеты

https://ria.ru/20161109/1480982869.html

Ученые впервые увидели, как сталкиваются новорожденные планеты

Ученые впервые увидели, как сталкиваются новорожденные планеты — РИА Новости, 09.11.2016

Ученые впервые увидели, как сталкиваются новорожденные планеты

Европейские астрономы открыли сразу три необычных новорожденных звезды в созвездии Скорпиона, Хамелеона и Волка, процессы формирования планет у которых находятся в самом разгаре, чего раньше ученые никогда не видели.

2016-11-09T14:00

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/sharing/article/1480982869.jpg?14809826381478689240

чили

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og. xn--p1ai/awards/

2016

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

космос — риа наука, чили, европейская южная обсерватория, экзопланета

Наука, Космос — РИА Наука, Чили, Европейская южная обсерватория, экзопланета

МОСКВА, 9 ноя – РИА Новости. Европейские астрономы открыли сразу три необычных новорожденных звезды в созвездии Скорпиона, Хамелеона и Волка, процессы формирования планет у которых находятся в самом разгаре, чего раньше ученые никогда не видели, сообщает Европейская южная обсерватория.

Сегодня у ученых почти нет сомнений в том, что планеты начинают свое рождение внутри плоского газопылевого диска, заполненного мелкими частицами пыли и плотными клубами газа, а их формирование заканчивается в ходе серий столкновений планетизималей – «зародышей» планет размером с Весту или Цереру, а также крупных комет и астероидов.

«Посередине» между ними зияет теоретическая пустота – пока планетологи не пришли к единому мнению насчет того, что происходит после слепления единичных зерен пыли в относительно небольшие комки размером в сантиметр. Существует несколько разных теорий, проверка которых была невозможна до последнего времени.

1 сентября 2016, 11:24

Пыль с кометы помогла «Розетте» приоткрыть тайны рождения ЗемлиНаучная команда «Розетты» опубликовала первые результаты анализа частиц пыли, пойманных инструментами зонда во время облета кометы Чурюмова-Герасименко, которые рассказали ученым о том, как могли формироваться мельчайшие «зародыши» Земли и других планет.

Ответ на эту загадку планетологи пытаются найти двумя путями – наблюдая за новорожденными планетными системами при помощи микроволновых телескопов, и изучая зерна пыли, сохранившиеся в недрах комет с времен рождения Солнечной системы. Второй, более надежный и интересный метод изучения тайн формирования планет, стал доступен нам только в конце 2014 года, когда «Розетта» прибыла к комете Чурюмова-Герасименко.

Сразу три группы астрономов смогли проследить за этим процессом у далеких планет, наблюдая за звездами в созвездиях Скорпиона, Хамелеона и Волка при помощи телескопа VLT в обсерватории Параналь в Чили, и установленного на нем прибора SPHERE, специально созданного для поиска экзопланет и их «родильных домов».

В 400-600 световых годах от Земли, ученые открыли три звезды, протопланетный диск у которых сформировался относительно недавно по космическим меркам, около 1-1,8 миллиона лет назад. В таких дисках, как объясняют ученые, частицы пыли и газа уже начали «склеиваться» в зародыши планет, однако сами планеты еще только начинают формироваться и еще не успели рассеять или поглотить большую часть диска.

19 мая 2016, 12:40

Астрономы впервые увидели кометы за пределами Солнечной системыПланетологи впервые нашли свидетельства существования целого «роя» комет за пределами Солнечной системы, наблюдая за новорожденной планетной семьей HD 181327 в созвездии Живописца.

Как показали наблюдения за звездами RX J1615 в созвездии Скорпиона, HD 97048 в созвездии Хамелеона и HD 135344B в созвездии Волка, протопланетные диски в это время напоминают по своей структуре и облику кольца Сатурна, только в данном случае они на порядки больше их и вращаются вокруг звезды, а не планеты-гиганта.

Их диски, по словам открывших их ученых, были раздроблены на тысячи колец в результате появления в них первых зародышей планет, которые начали интенсивно «перемешивать» газ и поглощать окружающие их частицы пыли и крупные «булыжники», родившиеся в ходе первых фаз развития планетных систем.

Что интересно, два из трех этих дисков оказались симметричными по своей форме, чего ученые не ожидали, так как теория и компьютерные расчеты предсказывают, что внутри них и рядом с ними на этой стадии должны возникать неоднородности, различные рукава и «воронки».

29 июня 2016, 11:32

Астрономы нашли гигантское кольцо из «кирпичиков жизни» у далекой звездыАстрономы нашли в окрестностях необычного зародыша тройной звезды в созвездии Змееносца гигантское кольцо из сложных органических молекул, вращающееся вокруг пока не родившихся светил примерно на том же расстоянии, что и Плутон от Солнца.

В одном из случаев, как рассказывают ученые, благодаря удачному углу обзора им даже удалось увидеть тень, которую отбрасывают протопланетные тела на диск, и зафиксировать предположительные следы от столкновений двух планетизималей друг с другом. Наблюдения за этими столкновениями, как надеются астрономы, помогут нам понять, как родилась Земля и другие планеты Солнечной системы, и что нужно для их формирования.

Помогла «сгоревшая» планета. Ученые придумали новый способ поиска инопланетных миров

Новый метод позволит искать экзопланеты за пределами Солнечной системы с помощью радиотелескопов.

13 экологических проблем, которые все еще актуальны

Современные экологические проблемы делают нас уязвимыми для бедствий и трагедий — и в настоящее время, и в будущем. По всему миру люди сталкиваются со множеством новых и сложных экологических “сбоев”. Некоторые из них малы и затрагивают только несколько экосистем, а другие резко меняют условия жизни, которые мы считаем нормальными.

1. Загрязнение делает непригодными воздух, воду и почву

Требуются миллионы лет, чтобы нейтрализовать последствия этих загрязнений. Промышленность и выхлопные газы автомобилей – основной источник загрязняющих воздух веществ: тяжелых металлов, нитратов и токсинов из пластика. Газы и токсины, выпущенные промышленными предприятиями, появляются в результате сжигания ископаемого топлива. А загрязнение воды зачастую происходит из-за разлива нефти, кислотных дождей, городских стоков. Загрязнение земли в основном вызвано промышленными отходами, лишающими почву необходимых питательных веществ.

2. Глобальное потепление тянет за собой резкие и непредсказуемые изменения климата

И это является результатом человеческой деятельности — речь о выбросах парниковых газов. Глобальное потепление приводит к повышению температуры океанов и земной поверхности, вызывая таяние полярных льдов, повышение уровня моря, а также неестественные погодные условия, которые приводят к наводнениям, метелям или, наоборот, опустыниванию.

3. Перенаселение приводит к нехватке ресурсов и загрязнению окружающей среды

Население планеты достигает неприемлемого уровня, и оно уже сталкивается с нехваткой ресурсов: воды, топлива и продовольствия. Демографический взрыв в менее развитых и развивающихся странах истощает и без того ограниченные ресурсы. А интенсивное сельское хозяйство, практикующееся для производства продуктов питания, повреждает окружающую среду за счет использования химических удобрений, пестицидов иинсектицидов.

_{Страны мира по плотности населения. Источник: Википедия}

4. Истощение природных ресурсов – без развития альтернативных источников энергии не выжить
Это происходит из-за активного потребления ископаемых видов топлива. К тому же, это приводит к выбросам парниковых газов и глобальному потеплению. Так что по всему миру люди стремятся перейти на возобновляемые источнике энергии, такие как энергия солнца, ветра, биогаза и геотермальной энергии. Стоимость установки и поддержания инфраструктуры для их добычи в последние годы упала.

5. Утилизация отходов — необходима, но порой опасна для здоровья
К этой проблеме привело сверхпотребление ресурсов и создание пластмасс. Особенно в этом выделяются развитые страны, которые производят чрезмерное количество отходов, а потом складывают их в океанах и менее развитых странах. При этом с переработкой отходов бывают проблемы: к примеру, утилизация ядерных отходов несет огромную опасность для здоровья.

6. Потеря биоразнообразия – разрушение экосистем и исчезновение видов
Экосистемы, которым потребовались миллионы лет, чтобы достичь совершенного баланса, подвергаются опасности, когда падает численность популяции какого-то вида. Баланс природных процессов, к примеру, опыления, критически влияет на выживание экосистемы. А человеческая деятельность ставит его под угрозу. Другой пример — разрушение коралловых рифов, которые поддерживают богатую морскую жизнь.

7. Уничтожение лесов – каждый год вырубается территория, равная площади Панамы
Леса производят свежий кислород, а также помогают в регулировании температуры и осадков. В настоящее время леса занимают 30% земли, но с каждым годом все больше вырубаются — растет спрос на еду, стройматериалы и ткани. Вырубка леса просто означает превращение земельных площадей в стройплощадки для жилых и промышленных объектов.

8. Окисление океана делает моллюсков хрупкими
Это прямое воздействие чрезмерного выброса углекислого газа, 25% которого производит человек. За последние 250 лет кислотность океана увеличилась, но к 2100 году, она достигнет 150%. Такое воздействие на моллюсков и планктон подобно тому, как на людей влияет остеопороз – болезнь, которая снижает плотность костей.

9. Разрушение озонового слоя увеличивает количество заболеваний раком
Истощение озонового слоя объясняется загрязнением, вызванным хлором и бромидами, найденными в хлорфторуглеродах. Они запрещены во многих отраслях промышленности и потребительских товаров. После того, как эти токсичные газы достигают верхних слоев атмосферы, они «проедают» дыру в озоновом слое — самая большая из них находится над Антарктикой. Впрочем, есть и приятна новость: эта самая большая дыра начала затягиваться.

10. Загрязнение воды еще больше усложняет проблему нехватки этого ресурса
Пока промышленность сбрасывает в реки и океаны токсичные вещества, вода становится экономическим и политическим вопросом, люди борются за этот ресурс. Один из способов получить пригодную для употребления воду – ее опреснение.

11. Кислотные дожди влияют даже на водные виды животных и растений
Они происходит из-за загрязняющих атмосферу веществ. Порой кислотные дожди случаются внезапно из-за сжигания ископаемого топлива, извержений вулканов или гниющей растительности, которая выделяет сернистый газ и оксиды азота.

12. Разрастающиеся города занимают земли, пригодные для сельского хозяйства
А еще массовая миграция населения из сел в города приводит к деградации земель, увеличению объемов перевозок и экологическим проблемам. При этом из-за постоянно растущего спроса на землю растительный и животный мир вытесняется со своих естественных сред обитания.

13. Проблемы общественного здравоохранения напрямую связаны с экологическими
Грязная вода подвергает риску здоровье населения всего мира, угрожает качеству жизни. Реки приносят токсины, химические вещества и болезнетворные организмы. Загрязняющие воздух вещества вызывают респираторные заболевания, вроде астмы и сердечно-сосудистых проблем. А высокие температуры способствуют распространению инфекционных заболеваний.

На нашу повседневную жизнь влияет много различных факторов, в том числе государственная политика и желание придерживаться рутины. Живя «как все и всегда жили”, многие люди считают, что абсолютно не влияют на будущие поколения и среду их обитания. Пока что «зеленые» инициативы проявляют в основном крупные компании со знаменитыми названиями. А чтобы привить такие подходы среди населения, необходимо проводить широкие информационные кампании на эту тему.

Две планеты пережили сильное столкновение — ScienceDaily

Две планеты земной группы, вращающиеся вокруг зрелой солнцеподобной звезды, расположенной примерно в 300 световых годах от Земли, недавно пережили сильное столкновение, сообщают астрономы из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, Университета штата Теннесси и Калифорнийского технологического института. декабрьский выпуск Astrophysical Journal .

«Это как если бы Земля и Венера столкнулись друг с другом», — сказал Бенджамин Цукерман, профессор физики и астрономии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и соавтор статьи. «Астрономы никогда раньше не видели ничего подобного. Судя по всему, крупные катастрофические столкновения могут происходить в полностью зрелой планетной системе».

«Если бы на любой из планет существовала какая-либо жизнь, массивное столкновение уничтожило бы все за считанные минуты — окончательное вымирание», — сказал соавтор Грегори Генри, астроном из Университета штата Теннесси (TSU). «Массивный диск излучающей инфракрасное излучение пыли, вращающийся вокруг звезды, молчаливо свидетельствует об этой печальной судьбе».

Цукерман, Генри и Майкл Муно, астрономы Калифорнийского технологического института во время исследования, изучали звезду, известную как BD+20 307, которая окружена пылью, в 1 миллион раз большей, чем вокруг нашего Солнца. Звезда находится в созвездии Овна. Астрономы собрали данные рентгеновского излучения с помощью орбитальной рентгеновской обсерватории Чандра и данные о яркости одного из автоматических телескопов ТГУ в южной Аризоне, надеясь определить возраст звезды.

«Мы ожидали обнаружить, что BD+20 307 была относительно молодой, максимум несколько сотен миллионов лет, с массивным кольцом пыли, сигнализирующим о последних стадиях формирования планетарной системы звезды», — сказал Муно.

Однако эти ожидания оказались преждевременными, когда астроном Вашингтонского института Карнеги Алисия Вайнбергер объявила в выпуске Astrophysical Journal от 20 мая 2008 г., что BD+20 307 на самом деле является тесной двойной звездой — двумя звездами, вращающимися вокруг своих общий центр масс.

«Это открытие радикально изменило интерпретацию данных и превратило звезду в уникальную и интригующую систему», — сказал астроном ТГУ Фрэнсис Фекель, которого вместе с Майклом Уильямсоном из ТГУ попросили предоставить дополнительные спектроскопические данные из другого Автоматизированный телескоп TSU в Аризоне, чтобы помочь понять эту исключительную двойную систему.

Новые спектроскопические данные подтвердили, что BD+20 307 состоит из двух звезд, очень похожих по массе, температуре и размеру на наше Солнце. Они вращаются вокруг своего общего центра масс каждые 3,42 дня.

«Схемы содержания элементов в звездах показывают, что они намного старше нескольких сотен миллионов лет, как первоначально предполагалось», — сказал Фекель. «Вместо этого бинарная система, по-видимому, имеет возраст в несколько миллиардов лет, что сравнимо с нашей Солнечной системой».

«Столкновение планет в BD+20 307 не наблюдалось напрямую, а скорее было сделано вывод из необычайного количества частиц пыли, которые вращаются вокруг двойной пары примерно на таком же расстоянии, как Земля и Венера от нашего Солнца», — сказал Генри. «Если эта пыль действительно указывает на присутствие планет земной группы, то это первый известный пример планет любой массы на орбите вокруг тесной двойной звезды».

Цукерман и его коллеги впервые сообщили в журнале Nature в июле 2005 года, что BD+20 307, которую тогда все еще считали одиночной звездой, была окружена более теплой вращающейся вокруг пылью, чем любая другая солнцеподобная звезда, известная астрономам. Пыль вращается вокруг двойной системы очень близко, где, скорее всего, находятся планеты, подобные Земле, и где пыль обычно не может долго существовать. Маленькие частицы пыли отталкиваются звездным излучением, в то время как более крупные превращаются в пыль при столкновениях внутри диска, а затем уносятся прочь. Таким образом, столкновение с образованием пыли около BD+20 307 должно было произойти сравнительно недавно, вероятно, в течение последних нескольких сотен тысяч лет, а возможно, и намного раньше, считают астрономы.

«Это ставит два очень интересных вопроса», сказал Фекель. «Как планетарные орбиты становятся дестабилизированными в такой старой, зрелой системе, и могло ли такое столкновение произойти в нашей Солнечной системе?»

«Стабильность планетарных орбит в нашей Солнечной системе изучалась в течение почти двух десятилетий астрономом Жаком Ласкаром во Франции, а совсем недавно — Константином Батыгиным и Грегом Лафлином в США», — отметил Генри. «Их компьютерные модели предсказывают движение планет в отдаленном будущем, и они обнаруживают небольшую вероятность столкновения Меркурия с Землей или Венерой где-то в следующем миллиарде или более лет. Небольшая вероятность этого может быть связана с редкостью очень запыленных планетарных системы типа BD+20 307″.

«Однако нет сомнений, — сказал Цукерман, — что крупные столкновения происходили в прошлом нашей Солнечной системы. Многие астрономы считают, что наша Луна образовалась в результате скользящего столкновения двух планетарных зародышей — молодой Земли и тела около размером с Марс — авария, в результате которой образовались огромные обломки, некоторые из которых сконденсировались, образовав Луну, а некоторые вышли на орбиту вокруг молодого Солнца.В отличие от массивного крушения в системе BD+20 307, столкновение с Землей 65 миллионов лет назад наиболее предпочтительным объяснением окончательной гибели динозавров было просто ничтожество».

В своем романе 1932 года «Когда миры сталкиваются» писатели-фантасты Филип Уайли и Эдвин Балмер предсказали разрушение Земли в результате столкновения с планетой проходящей звезды. Классический фильм 1951 года, основанный на романе, начал длинную череду приключенческих историй о космических камнях, апокалиптически врезающихся в Землю.

«Но, — заметил Цукерман, — рядом с BD+20 307 нет свидетельств наличия какой-либо такой проходящей звезды».

Это исследование финансируется из федерального бюджета Национальным научным фондом и НАСА, а также Университетом штата Теннесси и штатом Теннесси в рамках программы Центров передового опыта.

При столкновении экзопланет | Космос

Увеличить. | Художественная концепция катастрофического столкновения двух каменистых экзопланет в планетной системе BD +20 307. Эта система уже несколько лет известна как место, где столкнулись два мира. В 2019 году астрономы наблюдали изменение пыли, оставшейся после столкновения. Изображение предоставлено NASA/SOFIA/Линетт Кук.

Когда астрономы говорят о процессе формирования нашей Земли, Луны и других миров, вращающихся вокруг нашего Солнца, они часто говорят о столкновения . Планеты начинались как пылинки, вращающиеся вокруг только что родившегося солнца. Зерна собрались вместе, образуя более крупные зерна, в конечном итоге образуя комки, которые, в свою очередь, сталкивались друг с другом, образуя более крупные тела, известные как планетезимали. Больше столкновений… и больше. И даже после того, как планеты, которые мы знаем сегодня, окончательно сформировались, столкновения в нашей Солнечной системе не прекратились. Они достигли пика около 4 миллиардов лет назад в период, названный астрономами поздней тяжелой бомбардировкой. Поверхности нашей Луны, Марса и Меркурия, покрытые кратерами, до сих пор сохранили шрамы того периода. Теперь, изучая нашу галактику Млечный Путь, астрономы получили впечатляющее представление о последствиях столкновения двух планет в далекой Солнечной системе, находящейся в 300 световых годах от нас. Что это они мелькают? Не само столкновение, а пыль, оставшаяся от столкновения, которое, по-видимому, произошло примерно за последние 1000 земных лет.

Звездная система известна как BD +20 307. Она состоит как минимум из двух звезд, которым не менее миллиарда лет. Это довольно зрелая система; напротив, нашему солнцу 4,5 миллиарда лет. Наше Солнце и Солнечная система также сохраняют некоторое количество пыли, в основном в поясе астероидов между Марсом и Юпитером или в далеком холодном поясе Койпера за Нептуном. Но, по некоторым оценкам, в системе BD +20 307 в миллион раз больше пыли, чем в нашей Солнечной системе. Плюс этот пылевой мусор не холодный, как можно было бы ожидать в солнечной системе возрастом BD +20 307. Вместо этого НАСА заявило:

… обломки теплые, подтверждая, что они образовались относительно недавно в результате столкновения двух тел размером с планету.

Космический телескоп НАСА «Спитцер» присоединился к наземным обсерваториям, предоставив намеки на это столкновение десять лет назад, когда впервые были обнаружены теплые обломки. Совсем недавно Стратосферная обсерватория инфракрасной астрономии НАСА (SOFIA) показала, что при наблюдении в инфракрасном диапазоне яркость обломков увеличилась более чем на 10%.

Доступны лунные календари EarthSky 2020! Они делают отличные подарки. Заказать сейчас. Идем быстро!

Художественная концепция 2009 года о столкновении двух планет в системе BD +20 307, через NuclearVacuum/Wikimedia Commons.

Захватывающе, когда астрономические события происходят в тех же временных масштабах, что и сами люди. По данным НАСА, увеличение яркости является признаком того, что теперь в системе BD +20 307 еще больше теплой пыли, чем 10 лет назад. НАСА объяснило:

Хотя существует несколько механизмов, которые могут заставить пыль светиться ярче — она может поглощать больше тепла от звезд или приближаться к звездам — это вряд ли произойдет всего за 10 лет, а это молния. быстро для космических изменений. Однако при столкновении планет легко и очень быстро выбрасывается большое количество пыли.
Это еще одно доказательство того, что две экзопланеты столкнулись друг с другом.

Астрономы, проводившие новые наблюдения с помощью SOFIA, опубликовали свои результаты в рецензируемом журнале Astrophysical Journal ранее в этом году. Они сказали, что их результаты:

… еще одно подтверждение того, что экстремальное столкновение между скалистыми экзопланетами могло произойти относительно недавно. Подобные столкновения могут изменить планетарные системы. Считается, что столкновение между телом размером с Марс и Землей 4,5 миллиарда лет назад создало обломки, которые в конечном итоге сформировали Луну Земли.

Мэгги Томпсон — астрофизик из Калифорнийского университета в Санта-Круз и ведущий автор статьи о более теплой пыли в системе BD +20 307. Изображение с веб-сайта Томпсона.

Ведущий автор статьи Мэгги Томпсон прокомментировала:

Теплая пыль вокруг BD +20 307 дает нам представление о том, какими могут быть катастрофические столкновения между скалистыми экзопланетами. Мы хотим знать, как впоследствии развивается эта система после экстремального удара.

Алисия Вайнбергер — астроном-наблюдатель, интересующийся образованием планет, экзопланетами и коричневыми карликами. Она ведущий исследователь проекта по изучению системы BD +20 307. Изображение предоставлено Институтом науки Карнеги.

Алисия Вайнбергер — штатный научный сотрудник отдела земного магнетизма Института науки Карнеги в Вашингтоне и ведущий исследователь проекта по изучению системы BD +20 307. Она сказала:

Это редкая возможность изучить катастрофические столкновения, происходящие в конце истории планетарной системы. Наблюдения SOFIA показывают изменения в пылевом диске всего за несколько лет.

Команда анализирует данные последующих наблюдений, чтобы увидеть, есть ли дальнейшие изменения в системе.

Представление этого художника о столкновении в системе BD +20 307 относится к 2005 году. В том же году наблюдения из обсерваторий Близнецов/Кека на Гавайях выявили пыль и заставили астрономов начать размышлять о столкновении между мирами. Они сказали, что в то время столкновения, ответственные за образование пыли, могли варьироваться в размерах от астероидов (приблизительно здесь) до планет размером с Землю или Марс. Изображение получено с обсерватории Близнецов/Джона Ломберга/Space.com.

Итог: Астрономы, использующие SOFIA, видят на 10% больше теплой пыли в двойной звездной системе, известной как BD +20 307, чем 10 лет назад. Это быстрое увеличение количества теплой пыли в системе подтверждает идею о том, что астрономы наблюдают последствия столкновения миров.

Источник: Изучение эволюции теплой пыли, окружающей BD +20 307 Использование SOFIA

Через НАСА

Дебора Берд

Просмотр статей

Об авторе:

Дебора Берд основала и создала радиосериал EarthSky9. org в 1994 году. Сегодня она является главным редактором этого веб-сайта. Она получила множество наград от вещательного и научного сообществ, в том числе астероид под названием 3505 Берд в ее честь. Научный коммуникатор и педагог с 19 лет.76, Берд верит в науку как в силу добра в мире и жизненно важный инструмент для 21-го века. «Быть редактором EarthSky — это все равно, что организовывать большую глобальную вечеринку для крутых любителей природы», — говорит она.

Суперкомпьютер показывает, что происходит при столкновении планет

NASA/JPL-Caltech

«Очевидно, что мы понятия не имеем, что на самом деле происходит при столкновении планет, потому что мы не можем построить планеты в лаборатории и столкнуть их вместе», — сказал Джейкоб Кегеррайс, исследователь с докторской степенью в специализированной лаборатории Даремского университета в Великобритании под названием Институт вычислительной космологии.

Содержание

Разгадка галактических тайн
Симулятор всей вселенной

Итак, Кегеррайс и его коллеги поступили следующим лучшим образом: они зарезервировали время на суперкомпьютере и использовали его для запуска сотен симуляций столкновений планет друг с другом — гонка на уничтожение для гениев астрофизики.

«Все дело в расчетах, — сказал он Digital Trends. «Нет причин, по которым вы не могли бы сделать это вручную, просто это заняло бы вечность. Именно так работают видеоигры. Если у вас есть персонаж — даже двухмерный, как Марио, — и вам нужно, чтобы он прыгал и падал обратно под действием гравитации, это означает, что в программе есть уравнение для гравитации, и она выполняет очень, очень простую симуляцию для работы. насколько быстро этот персонаж падает. Это действительно тот же принцип. Мы просто пытаемся использовать чуть более тщательные уравнения, чтобы делать эти вещи, более основанные на физике».

Разгадка галактических тайн

Конечно, то, что для Кегеррайса является «чуть более» сложными уравнениями, для остальных из нас представляет собой ошеломляющую величину сложности. Когда исследователи, работающие над проектом, создавали свои модели планет, они представляли их в виде миллионов частиц, каждая из которых притягивает друг друга под действием гравитации и отталкивает материальным давлением. Модель учитывает очень точные детали реальной жизни, такие как то, как планетарные материалы, такие как камень и железо, на самом деле ведут себя при различных температурах и плотностях, как гравитация и давление воздействуют на частицы и как эти частицы взаимодействуют в соответствии с уравнениями гидродинамики.

«Нам нужен суперкомпьютер, потому что нам нужны многие миллионы частиц, чтобы разрешить детали того, что происходит в этих беспорядочных столкновениях, особенно в атмосфере с низкой плотностью», — сказал он. «Это означает пугающее количество вычислений, которые необходимо выполнить очень много раз, чтобы увидеть, как система развивается во время удара».

Моделирование формирования Луны

Симуляция в последнем исследовании группы потенциально проливает свет на создание Луны. Сегодня наиболее широко распространена теория о том, что Луна образовалась в результате столкновения Земли с другой планетой размером с Марс. Предполагается, что обломки от этого столкновения застряли на околоземной орбите и в конечном итоге сгустились на Луне.

Но хотя с этим в целом согласны, Кегеррайс сказал, что существует «может быть пять или шесть правдоподобных идей» для конкретного типа сценария столкновения. Смоделировав их, команды смогли смоделировать детали того, какая часть атмосферы Земли была бы потеряна в самых популярных сценариях формирования Луны. Цифры, по его словам, колеблются от 10 до 60 процентов атмосферы, в зависимости от точного угла, скорости и размеров планеты.

«Эти же виды симуляции с точки зрения физики, которая происходит внутри, можно использовать для множества разных вещей».

«Если мы сможем достаточно хорошо понять историю земной атмосферы, то это может помочь нам определить, насколько разрушительным должно было быть столкновение при формировании Луны», — сказал он. «Или, по крайней мере, чтобы исключить сценарии, которые удаляют слишком много или слишком мало атмосферы, чтобы соответствовать наблюдениям».

Таким образом, подобные исследования могут помочь ответить на некоторые фундаментальные вопросы о том, почему наблюдаемая Вселенная такая, какая она есть. «[В этом случае] мы не были уверены, действительно ли гигантскому удару было легко или очень сложно удалить всю атмосферу, или можно было получить среднюю эрозию, а не все или ничего», — сказал Кегеррайс. . «Мы также рассмотрели возможность доставки атмосферы ударником, если бы у него была своя собственная атмосфера».

Симулятор всей вселенной

Хотя этот проект может быть завершен, Кегеррайс в восторге от будущих возможностей. Он также с энтузиазмом относится к разработке кода моделирования, который команда написала для выполнения своей работы совместно с группой астрономов и ученых-компьютерщиков. Названная SWIFT, это компьютерная программа с открытым исходным кодом для гидродинамики и гравитации, которую могут использовать исследователи в любой точке мира (при условии, что у них есть удаленный доступ к суперкомпьютеру) для моделирования астрофизических объектов, включая планеты, галактики и даже возможно, всю вселенную.

«Эти же виды симуляции, с точки зрения физики, которая происходит внутри, можно использовать для множества разных вещей», — сказал Кегеррайс. «Здесь, в Дареме, главное, для чего люди на самом деле используют подобные симуляции, — это формирование галактик и гораздо более широкие космологические вещи, где вы развиваете темную материю, звезды и галактики, а не более мелкие вещи, такие как планеты. Мы можем использовать один и тот же код моделирования, чтобы делать разные вещи, просто добавляя разные варианты конкретных уравнений, которые мы решаем. Но это та же основная структура».

Отсутствие графики в реальном времени (представьте себе бесконечный код, работающий на экране, а не Civilization в галактическом масштабе) означает, что в ближайшее время у этой игры не будет задатков популярной видеоигры. Тем не менее, это может помочь раскрыть некоторые секреты Вселенной, от Большого взрыва до наших дней. Что касается компромиссов, это неплохо.

Недавно в журнале Astrophysical Journal Letters была опубликована статья с описанием последнего проекта под названием «Атмосферная эрозия в результате гигантских столкновений с планетами земной группы: закон масштабирования для любой скорости, угла, массы и плотности».