Planety uformują się „płasko” jak Smarties!

dwa AstrofizycyAstrofizycy z'Uniwersytet Centralnego Lancashire (UCLan), Wielka Brytania, właśnie opublikował artykuł w Journal of Astronomy and Astrophysics Letters Co niewątpliwie zirytuje ludzi płasko myślących, bo oni jak zwykle nie zrozumieją żadnego z naukowych argumentów. Trzeba jednak powiedzieć, że do materiału można się odnieść arXiv, Dostępny bezpłatnie, który symuluje powstawanie planet przy użyciu pół miliona godzin czasu obliczeniowego na procesorach w ośrodku Dirac High Performance Computing w Wielkiej Brytanii i pokazuje, że niektóre planety mogą uformować się płasko jak budyń!

W oświadczeniu UCLan, jednego z autorów artykułu: Dimitrisa Stamatelosaastrofizyk z Uniwersytetu Kalifornijskiego, wyjaśnia wraz ze swoim kolegą Adamem Fentonem: „ Od dawna badamy powstawanie planet, ale nigdy wcześniej nie myśleliśmy o zbadaniu, jak wyglądają planety podczas formowania się w symulacjach. Zawsze zakładaliśmy, że jest kulisty. Byliśmy bardzo zaskoczeni, że były to płaskie, kuliste stworzenia, zupełnie jak Smarties! »

Alternatywny scenariusz niestabilności grawitacyjnej w dysku protoplanetarnym

Należy to jednak natychmiast wyjaśnić Symulacja cyfrowaSymulacja cyfrowaW ten sposób mogą powstać gazowe lub lodowe olbrzymy, takie jak Jowisz i Neptun. Rzeczywiście, symulacje częściowo potwierdzą dobrze rozwinięty model powstawania tych planet w Układzie Słonecznym, ale szczególnie w przypadku niektórych ich kuzynów w świecie egzoplanetarnym, model, który choć ponownie był rozważany od jakiegoś czasu, jest nie jest to jednak dominujący model wyjaśniający narodziny planet-olbrzymów.

Ten alternatywny scenariusz jest stary, zaproponowano go nawet w latach 70. XX wieku w celu wyjaśnienia powstawania wszystkich planet, zarówno skalistych, jak i gazowych, i wówczas stanowił konkurencję dla dominującego obecnie scenariusza. Następnie wyobraziliśmy sobie narodziny planet zgodnie z mechanizmem niestabilności grawitacyjnej w gazowym i pyłowym dysku planetarnym, który wówczas otaczał galaktykę. słońcesłońce ćwiczenie. Samo Słońce również zostało ukształtowane według podobnej niestabilności w części A chmurychmury Zimna i zakurzona rotacja molekularna pod wpływem NieładNieład the GazGaz W tej chmurze. Współczesna wersja słynnego scenariusza autorstwa mgławicamgławica Cant-Laplace jest prymitywem słonecznym.

Sean Raymond, astrofizyk z Purdue Astrophysical Laboratory, opowiada nam o powstaniu Układu Słonecznego według standardowego scenariusza poprzez akrecję planetozymali, w wyniku której powstają zarodki planet. © Pomysły w nauce

Na tym dysku obszary o nadmiernej gęstości zapadły się pod wpływem grawitacji, bezpośrednio dając początek dużym planetom, które w związku z tym nie mogły zostać zbudowane zgodnie ze standardowym scenariuszem przez AkumulacjaAkumulacja O dawaniu planetozymali ZarodkiZarodki Planety, jak pokazano na powyższym filmie.

Jednak bardziej szczegółowe obliczenia wykazały, że wewnętrzna część dysku protoplanetarnego, w którym się znajduje Skaliste planetySkaliste planety W rzeczywistości ten mechanizm niestabilności nie pozwalał na jego skuteczność. Inaczej może być natomiast w części zewnętrznej, gdzie temperatury są niższe i pozwala na występowanie lodu Prędkości obrotowePrędkości obrotowe Dystrybucje TematTemat Bądź wolniejszy ze względu na jedno z praw Keplera W dużej odległości od młodego słońca.

Jednym z problemów z wyjaśnieniem powstawania gazowych olbrzymów jest to, że wiemy, że gaz w dysku protoplanetarnym rozprasza się najwyżej w ciągu około dziesięciu milionów lat, więc olbrzymy powinny powstawać szybko, ponieważ dostępna jest wystarczająca ilość gazu. Zaletą mechanizmu powstawania niestabilności grawitacyjnej jest to, że jest on bardzo szybki i trwa zaledwie kilkaset lat na poziomie Ziemi.Obraca się po orbicieObraca się po orbicie Do JowiszJowisz Na przykład.

Jaki jest scenariusz dla gigantycznych egzoplanet?

Wreszcie trudności skłoniły go do porzucenia statusu Układu Słonecznego, ale odkrycie gigantycznych egzoplanet bardzo odległych od miejsca, w którym się znajdowały gwiazdagwiazda Gospodarz zaktualizował go, ponieważ udało nam się usunąć zastrzeżenia napotkane w przypadku gigantów Układu Słonecznego. Ponadto nie wiemy, jak powstały według standardowego scenariusza dla gigantów Układu Słonecznego w odległościach czasami przekraczających 100. Unię AfrykańskąUnię Afrykańskąod ich słońca.

Dimitris Stamatelos i Adam Fenton stale się poprawiają Modele cyfroweModele cyfrowe Wyjaśnienie narodzin planet olbrzymów, lepsze zrozumienie wpływu środowiska, w którym powstają, na kształt tych planet oraz określenie ich składu chemicznego w celu porównania go z przyszłymi obserwacjami z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWSTJWST). Ich obliczenia mogą również dać przewidywania, które można sprawdzić, ponieważ obserwacje mniejszych planet stały się w ostatnich latach możliwe dzięki instrumentom takim jakAtacama Duża tablica milimetrowa (Alma) i Bardzo duży teleskopBardzo duży teleskop (VLT).

Układ Słoneczny to laboratorium do badania powstawania planet-olbrzymów i pochodzenia życia, które można wykorzystać wraz z resztą wszechświata i które można obserwować w tym samym celu. Mojo: Modelowanie pochodzenia planet Jowiszowych, czyli modelowanie pochodzenia planet Jowisz, to projekt badawczy, którego efektem jest seria filmów prezentujących teorię pochodzenia Układu Słonecznego, a w szczególności gazowych gigantów, autorstwa dwóch znanych specjalistów, Alessandro Morbidelliego i Seana Raymonda. Aby uzyskać dość dokładne tłumaczenie na język francuski, kliknij biały prostokąt w prawym dolnym rogu. Tłumaczenie na język angielski powinno pojawić się obok. Następnie kliknij nakrętkę po prawej stronie prostokąta, następnie „Tłumaczenia”, a na koniec „Tłumacz automatycznie”. Wybierz „francuski”. © Lawrence Honorat

Kilka przypomnień dotyczących standardowego scenariusza powstawania gigantów Układu Słonecznego.

Mamy do czynienia z serią procesów, które rozpoczynają się od pyłu, który zlepia się, tworząc kamyki, a następnie bloki skalne o wysokości ponad metra w dysku protoplanetarnym, gdy Słońce jest nieruchome. ProtogwiazdaProtogwiazda Nagromadzona materia. Bloki zderzą się pod wpływem uderzenia powagapowaga Daj planetozymali rozmiar od stu do tysiąca kilometrów, a w zależności od szybkości spotkań, będą się sklejać lub rozpadać. Następnie uformują się niektóre zarodki planetarne o średnicy od tysiąca do dziesięciu tysięcy kilometrów, które przyciągną inne planetozymale.

Dalej od Słońca, gdzie mógłby występować lód, początkowy pył jest otoczony warstwą lodu i tak naprawdę jest znacznie więcej materiału, aby uformować większe zarodki planetarne. Niektórzy będą mieli dostęp MasaMasa 10 razy większe od Ziemi, co umożliwiłoby im rozpoczęcie gromadzenia gazu. Kiedy masa się zgromadziOgromOgrom Z dawnego skalistego i lodowego jądra proces przyspiesza, umożliwiając zgromadzenie kilkudziesięciu mas lądowych w postaci gazu w ciągu kilku tysięcy lat, natomiast powstawanie zarodka planetarnego trwało aż do stu tysięcy lat, a powolny gaz proces akrecji trwa kilka milionów lat.

https://www.youtube.com/watch?v=4Cs6qU Hz3yA
Obejrzyj film Mojo: Modelowanie pochodzenia planet JowiszowychOznacza to modelowanie pochodzenia planet przez Seana Raymonda. Aby uzyskać dość dokładne tłumaczenie na język francuski, kliknij biały prostokąt w prawym dolnym rogu. Tłumaczenie na język angielski powinno pojawić się obok. Następnie kliknij nakrętkę po prawej stronie prostokąta, następnie „Tłumaczenia”, a na koniec „Tłumacz automatycznie”. Wybierz „francuski”. © Lawrence Honorat