Planeten zullen “plat” worden, net als Smarties!

twee AstrofysiciAstrofysici van'Universiteit van Centraal Lancashire (UCLan), Verenigd Koninkrijk, heeft zojuist een artikel gepubliceerd in Tijdschrift voor Astronomie en Astrofysica Letters Dat zal ongetwijfeld platte mensen irriteren, omdat ze zoals gewoonlijk geen van de wetenschappelijke argumenten zullen begrijpen. Maar het moet gezegd worden dat er naar het materiaal verwezen kan worden arXiv, Gratis beschikbaar, waarmee de planeetvorming wordt gesimuleerd met behulp van een half miljoen uur rekentijd op processors in de Dirac High Performance Computing-faciliteit in Groot-Brittannië, en laat zien dat sommige planeten zo plat kunnen worden als pudding!

In een verklaring van UCLan, een van de auteurs van het artikel, Dimitris Stamateloseen astrofysicus aan de Universiteit van Californië, legt samen met zijn collega Adam Fenton uit: “ We bestuderen de vorming van planeten al heel lang, maar nooit eerder hadden we eraan gedacht om te onderzoeken hoe planeten eruitzien zoals ze zich vormen in simulaties. We gingen er altijd van uit dat het bolvormig was. We waren erg verrast dat het platte bolvormige wezens waren, net als Smarties! »

Alternatief scenario van zwaartekrachtinstabiliteit in de protoplanetaire schijf

Dit moet echter onmiddellijk worden opgehelderd Numerieke simulatieDigitale simulatieOp deze manier zouden gas- of ijsreuzen zoals Jupiter en Neptunus kunnen ontstaan. De simulaties zullen inderdaad gedeeltelijk een goed ontwikkeld model ondersteunen van de vorming van deze planeten in het zonnestelsel, maar vooral voor sommige van hun neven in de exoplanetaire wereld, een model dat, hoewel er al enige tijd over wordt nagedacht, nog niet het dominante model bij het verklaren van de geboorte van reuzenplaneten.

Dit alternatieve scenario is oud en werd in de jaren zeventig zelfs voorgesteld om de vorming van alle planeten, zowel rotsachtige als gasvormige, te verklaren, en concurreerde destijds met het huidige scenario. Vervolgens stelden we ons de geboorte van planeten voor volgens een mechanisme van zwaartekrachtinstabiliteit in de gas- en stoffige planetaire schijf die toen het sterrenstelsel omringde. zonzon een oefening. De zon zelf werd ook gevormd volgens een soortgelijke instabiliteit in een deel van A wolkenwolken Koude en stoffige moleculaire rotatie onder invloed WanordeWanorde de GasGas In deze wolk. Een moderne versie van het beroemde script van nevelnevel Kant Laplace was de eerste solarist.

Sean Raymond, een astrofysicus bij het Purdue Astrophysical Laboratory, vertelt ons over de vorming van het zonnestelsel volgens het standaardscenario door de aanwas van planetesimalen die aanleiding geven tot planetaire embryo's. © Ideeën in de wetenschap

In deze schijf zijn gebieden met een overmatige dichtheid ingestort als gevolg van de zwaartekracht, waardoor er direct grote planeten zijn ontstaan ​​die daarom niet volgens het standaardscenario gebouwd hadden kunnen worden. AccumulatieAccumulatie Van het geven van planetesimalen Embryo'sEmbryo's Planeten, zoals weergegeven in de video hierboven.

Uit diepgaandere berekeningen is echter gebleken dat het binnenste deel van de protoplanetaire schijf zich bevindt, waar deze zich bevindt Rotsachtige planetenRotsachtige planeten In feite zorgde dit instabiliteitsmechanisme ervoor dat het niet effectief kon zijn. Aan de andere kant kan het anders zijn in het buitenste gedeelte, waar de temperaturen lager zijn en er ijs aanwezig is RotatiesnelhedenRotatiesnelheden Uitkeringen ThemaThema Wees langzamer vanwege een van de wetten Kepler Op grote afstand van de jonge zon.

Eén probleem bij het verklaren van de vorming van gasreuzen is dat we weten dat het gas in een protoplanetaire schijf binnen ongeveer tien miljoen jaar verdwijnt. Reuzen zouden zich dus snel moeten vormen, omdat er voldoende gas beschikbaar is. Het voordeel van het mechanisme van vorming door zwaartekrachtinstabiliteit is dat het zeer snel gaat, slechts een paar honderd jaar op aardeniveau.Het draait in een baanHet draait in een baan naar JupiterJupiter Bijvoorbeeld.

Wat is het scenario voor gigantische exoplaneten?

Uiteindelijk brachten moeilijkheden hem ertoe de status van het zonnestelsel op te geven, maar de ontdekking van gigantische exoplaneten ver van waar ze waren een stereen ster De host heeft het bijgewerkt omdat we de bezwaren die we tegenkwamen in het geval van de reuzen van het zonnestelsel konden wegnemen. Bovendien weten we niet hoe ze zich vormden volgens het standaardscenario voor de reuzen van het zonnestelsel op afstanden die soms groter zijn dan 100. de Afrikaanse Uniede Afrikaanse Unievan hun zon.

Dimitris Stamatelos en Adam Fenton blijven zich verbeteren Digitale modellenDigitale modellen Om de geboorte van gigantische planeten te verklaren, om beter te begrijpen hoe de vorm van deze planeten wordt beïnvloed door de omgeving waarin ze ontstaan, en om hun chemische samenstelling te bepalen om deze te vergelijken met toekomstige waarnemingen van de James Webb Space Telescope (JWSTJWST). Hun berekeningen kunnen ook voorspellingen opleveren die kunnen worden getest, aangezien observaties van kleine planeten de afgelopen jaren mogelijk zijn geworden dankzij instrumenten zoalsAtacama grote millimeterarray (Alma) en Zeer grote telescoopZeer grote telescoop (VLT).

Het zonnestelsel is een laboratorium voor het bestuderen van de vorming van reuzenplaneten en de oorsprong van het leven, dat samen met de rest van het universum kan worden gebruikt en voor hetzelfde doel kan worden waargenomen. Mojo: Modellering van de oorsprong van de Jupiterplaneten, d.w.z. het modelleren van de oorsprong van de Jupiter-planeten, is een onderzoeksproject dat heeft geresulteerd in een reeks video's waarin de theorie over de oorsprong van het zonnestelsel en in het bijzonder gasreuzen wordt gepresenteerd door twee beroemde specialisten, Alessandro Morbidelli en Sean Raymond. Voor een redelijk nauwkeurige Franse vertaling klikt u rechtsonder op het witte rechthoekje. De Engelse vertaling zou hierna moeten verschijnen. Klik vervolgens op de moer rechts van de rechthoek, vervolgens op ‘Vertalingen’ en ten slotte op ‘Automatisch vertalen’. Selecteer “Frans”. © Lawrence Honorat

Een paar herinneringen over het standaardscenario voor de vorming van reuzen in het zonnestelsel.

We hebben een reeks processen die beginnen met het samenklonteren van stof tot kiezelstenen en vervolgens tot blokken rots die meer dan een meter lang zijn in de protoplanetaire schijf terwijl de zon nog steeds… ProtosterProtoster Geaccumuleerde materie. De blokken zullen onder de impact met elkaar botsen zwaartekrachtzwaartekracht Geef de planetesimalen een grootte van honderd tot duizend kilometer, en afhankelijk van de snelheid van de ontmoetingen blijven ze aan elkaar plakken of vallen ze uit elkaar. Sommige planetaire embryo's met een diameter van duizend tot tienduizend kilometer zullen dan andere planetesimalen vormen en aantrekken.

Verder weg van de zon, waar ijs aanwezig zou kunnen zijn, wordt het aanvankelijke stof omgeven door een laag ijs, en in feite is er veel meer materiaal om planetaire embryo's te vormen die groter zullen zijn. Sommigen zullen toegang hebben MassaMassa 10 keer zo groot als de aarde, waardoor ze gas zouden kunnen gaan verzamelen. Wanneer de massa zich ophooptGrootteGrootte Vanuit de voormalige rotsachtige en ijzige kern versnelt het proces, waardoor het mogelijk wordt om in een paar duizend jaar tientallen landmassa’s in de vorm van gas te accumuleren, terwijl de vorming van het planetaire embryo wel honderdduizend jaar in beslag nam en het langzame gas Het accretieproces duurt een paar miljoen jaar.

https://www.youtube.com/watch?v=4Cs6qU Hz3yA
Bekijk de video van Mojo: Modellering van de oorsprong van de JupiterplanetenDit betekent het modelleren van de oorsprong van planeten door Sean Raymond. Voor een redelijk nauwkeurige Franse vertaling klikt u rechtsonder op het witte rechthoekje. De Engelse vertaling zou hierna moeten verschijnen. Klik vervolgens op de moer rechts van de rechthoek, vervolgens op ‘Vertalingen’ en ten slotte op ‘Automatisch vertalen’. Selecteer “Frans”. © Lawrence Honorat