Febbraio 23, 2024

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I pianeti si formeranno “piatti” come gli Smarties!

I pianeti si formeranno “piatti” come gli Smarties!

due AstrofisiciAstrofisici da'Università del Lancashire Centrale (UCLan), Regno Unito, ha appena pubblicato un articolo su Giornale di lettere di astronomia e astrofisica Ciò sicuramente irriterà le persone dalla mentalità piatta, perché come al solito non capiranno nessuno degli argomenti scientifici. Ma va detto che il materiale è riferibile arXiv, Disponibile gratuitamente, simula la formazione dei pianeti utilizzando mezzo milione di ore di calcolo sui processori presso la struttura Dirac High Performance Computing nel Regno Unito e mostra che alcuni pianeti possono formarsi piatti come un budino!

In una dichiarazione dell'UCLan, uno degli autori dell'articolo, Dimitris Stamatelosastrofisico dell’Università della California, spiega con il collega Adam Fenton: “ Studiamo la formazione dei pianeti da molto tempo, ma mai prima d'ora avevamo pensato di indagare su come appaiono i pianeti mentre si formano nelle simulazioni. Abbiamo sempre pensato che fosse sferico. Siamo rimasti molto sorpresi dal fatto che fossero creature sferiche piatte, proprio come gli Smarties! »

Scenario alternativo di instabilità gravitazionale nel disco protoplanetario

Questo però va chiarito subito Simulazione digitaleSimulazione digitaleIn questo modo potrebbero formarsi giganti gassosi o ghiacciati come Giove e Nettuno. In effetti, le simulazioni supporteranno in parte un modello ben sviluppato della formazione di questi pianeti nel sistema solare, ma soprattutto per alcuni dei loro cugini nel mondo esoplanetario, un modello che, sebbene sia stato considerato di nuovo per qualche tempo, è non è il modello dominante – ancora – nello spiegare la nascita dei pianeti giganti.

Questo scenario alternativo è antico: venne addirittura proposto negli anni '70 per spiegare la formazione di tutti i pianeti, sia rocciosi che gassosi, e all'epoca faceva concorrenza allo scenario prevalente oggi. Abbiamo quindi immaginato la nascita dei pianeti secondo un meccanismo di instabilità gravitazionale nel disco planetario gassoso e polveroso che allora circondava la galassia. SullySully un esercizio. Anche il Sole stesso fu modellato secondo un’instabilità simile in una parte di A nuvolenuvole Rotazione molecolare fredda e polverosa sotto l'influenza DisturboDisturbo IL GasGas In questa nuvola. Una versione moderna della famosa sceneggiatura di nebulosanebulosa Cant-Laplace è un primitivo solare.

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Lo sapevate ?

I modelli analitici e numerici della formazione planetaria che dominano la cosmogonia dei sistemi planetari provengono dalla meccanica celeste e dalla teoria cinetica dei gas nel quadro della teoria dell'accrescimento, inizialmente sviluppata da ricercatori come il russo Victor Safronov E gli Stati Uniti George Wetherell. Ciò ha portato allo scenario di formazione dei pianeti del Sistema Solare generalmente accettato oggi ed è ulteriormente supportato dalle osservazioni dei sistemi planetari emergenti in formazione. Una buona presentazione è data nei video di questo articolo, incluso quello qui sotto. C'è anche un ottimo libro su Fisica e chimica del sistema solare Che può essere consultato.

Tuttavia, questo scenario si ramifica in diversi possibili sottoscenari a seconda che si cerchi di comprendere, ad esempio, l’origine dei pianeti rocciosi o dei giganti gassosi, quindi c’è ancora del lavoro da fare per comprendere veramente come si formano i pianeti. Man mano che nuovi dati diventano disponibili, il pendolo oscilla tra questi sottoscenari man mano che diventano più chiari.


Sean Raymond, astrofisico del Purdue Astrophysical Laboratory, ci racconta la formazione del sistema solare secondo lo scenario standard attraverso l'accrescimento di planetesimi che danno origine a embrioni planetari. © Idee nella scienza

In questo disco, regioni di densità in eccesso sono collassate a causa della gravità, dando origine direttamente a grandi pianeti che quindi non avrebbero potuto essere costruiti secondo lo scenario standard da parte di AccumuloAccumulo Di dare planetesimi EmbrioniEmbrioni Pianeti, come mostrato nel video qui sopra.

Tuttavia, calcoli più approfonditi hanno dimostrato che è la parte interna del disco protoplanetario, dove si trova Pianeti rocciosiPianeti rocciosi In effetti, questo meccanismo di instabilità non gli ha permesso di essere efficace. Diversamente può essere diverso nella parte esterna, dove le temperature sono più basse e permettono la presenza di ghiaccio Velocità di rotazioneVelocità di rotazione Distribuzioni TemaTema Sii più lento a causa di una delle leggi Keplero A grande distanza dal giovane sole.

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Un problema nello spiegare la formazione dei giganti gassosi è che sappiamo che il gas in un disco protoplanetario si dissipa al massimo in circa dieci milioni di anni, quindi i giganti dovrebbero formarsi rapidamente, poiché c’è abbastanza gas disponibile. Il vantaggio del meccanismo di formazione per instabilità gravitazionale è che è molto rapido, solo poche centinaia di anni a livello terrestre.Ruota in orbitaRuota in orbita A GioveGiove Per esempio.

Qual è lo scenario per gli esopianeti giganti?

Infine, le difficoltà lo portarono ad abbandonare lo status di sistema solare, ma la scoperta di esopianeti giganti molto lontani da dove si trovavano una stellauna stella L'host lo ha aggiornato perché siamo riusciti a rimuovere le obiezioni riscontrate nel caso dei giganti del sistema solare. Inoltre, non sappiamo come si siano formati secondo lo scenario standard per i giganti del sistema solare a distanze talvolta superiori a 100. Accesso universale ai serviziAccesso universale ai servizidal loro sole.

Dimitris Stamatelos e Adam Fenton continuano a migliorare Modelli digitaliModelli digitali Spiegare la nascita dei pianeti giganti, comprendere meglio come la forma di questi pianeti sia influenzata dall'ambiente in cui si formano e determinarne la composizione chimica per confrontarla con le future osservazioni del telescopio spaziale James Webb (JWSTJWST). I loro calcoli possono anche fornire previsioni che possono essere verificate poiché l’osservazione dei pianeti minori è diventata possibile negli ultimi anni grazie a strumenti comeAtacama Large Millimeter Array (Alma) e Telescopio molto grandeTelescopio molto grande (VLT).


Il sistema solare è un laboratorio per studiare la formazione dei pianeti giganti e l'origine della vita che può essere utilizzato insieme al resto dell'universo e può essere osservato per lo stesso scopo. Mojo: Modellare l'origine dei pianeti gioviani, ovvero modellare l'origine dei pianeti Giove, è un progetto di ricerca che ha prodotto una serie di video che presentano la teoria dell'origine del sistema solare e in particolare dei giganti gassosi a cura di due famosi specialisti, Alessandro Morbidelli e Sean Raymond. Per una traduzione francese abbastanza accurata, clicca sul rettangolo bianco in basso a destra. La traduzione in inglese dovrebbe apparire successivamente. Cliccate poi sul dado a destra del rettangolo, poi su “Traduzioni” e infine su “Traduci automaticamente”. Seleziona “Francese”. ©Lawrence Honorat

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Alcuni richiami sullo scenario standard per la formazione dei giganti del sistema solare.

Abbiamo una serie di processi che iniziano con la polvere che si aggrega per formare ciottoli e poi massi lunghi più di un metro nel disco protoplanetario mentre il Sole è ancora un pianeta. ProtostellaProtostella Materia accumulata. I blocchi si scontreranno sotto l'impatto gravitàgravità Date ai planetesimi una dimensione compresa tra cento e mille chilometri e, a seconda della velocità degli incontri, si uniranno o si romperanno. Alcuni embrioni planetari con un diametro compreso tra mille e diecimila chilometri si formeranno quindi e attireranno altri planetesimi.

Più lontano dal Sole, dove potrebbe essere presente ghiaccio, la polvere iniziale è circondata da uno strato di ghiaccio, e infatti c'è molto più materiale per formare embrioni planetari che saranno più grandi. Alcuni potranno accedere collettivocollettivo 10 volte più grande della Terra, il che consentirebbe loro di iniziare ad accumulare gas. Quando la massa si accumulaGrandezzaGrandezza Dal vecchio nucleo roccioso e ghiacciato il processo accelera, consentendo di accumulare in poche migliaia di anni decine di masse terrestri sotto forma di gas, mentre la formazione dell'embrione planetario ha richiesto fino a centomila anni e la lenta formazione di gas il processo di accrescimento dura alcuni milioni di anni.

https://www.youtube.com/watch?v=4Cs6qU Hz3yA
Guarda il video di Mojo: Modellare l'origine dei pianeti giovianiCiò significa modellare l'origine dei pianeti di Sean Raymond. Per una traduzione francese abbastanza accurata, clicca sul rettangolo bianco in basso a destra. La traduzione in inglese dovrebbe apparire successivamente. Cliccate poi sul dado a destra del rettangolo, poi su “Traduzioni” e infine su “Traduci automaticamente”. Seleziona “Francese”. ©Lawrence Honorat