Bilim adamları yeni simülasyonlarda devasa etki Ay’ı daha hızlı şekillendirebilirdi

Durham Üniversitesi Hesaplamalı Kozmoloji Enstitüsü’nden bilim adamları, Ay’ın kökeni için alternatif bir açıklama ortaya çıkarmak için şimdiye kadarki en ayrıntılı süper bilgisayar simülasyonlarını kullandılar ve dev bir etki anında Ay benzeri bir cismi Dünya çevresinde yörüngeye yerleştirdi.

Araştırmacılar, günümüz Dünya-Ay sistemini açıklayabilecek senaryolar ararken, çarpışmanın açısını ve hızını, ayrıca çarpışan iki cismin kütlelerini ve dönüşlerini değiştirerek yüzlerce farklı etkiyi simüle etti. Bu hesaplamalar, DiRAC Yüksek Performanslı Bilgi İşlem tesisi adına Durham Üniversitesi tarafından barındırılan DiRAC Yoğun Bellek hizmetinde (“COSMA”) çalıştırılan SWIFT açık kaynak simülasyon kodu kullanılarak yapıldı.

Ekstra hesaplama gücü, daha düşük çözünürlüklü simülasyonların, büyük ölçekli çarpışmaların önemli yönlerini gözden kaçırabileceğini ve araştırmacıların önceki çalışmalar için erişilemeyen özellikleri keşfetmesine olanak tanıdığını ortaya koydu. Sadece yüksek çözünürlüklü simülasyonlar Ay benzeri uyduyu üretti ve ekstra detay, dış katmanlarının Dünya’dan gelen malzeme açısından nasıl daha zengin olduğunu gösterdi.

Ay’ın çoğu dev çarpışmanın hemen ardından oluştuysa, bu aynı zamanda, Ay’ın Dünya’nın etrafındaki bir enkaz diski içinde büyüdüğü standart teorilere göre oluşum sırasında daha az eridiği anlamına gelebilir. Sonraki katılaşmanın ayrıntılarına bağlı olarak, bu teoriler Ay için farklı iç yapıları öngörmelidir.

Araştırmanın ortak yazarı Vincent Eke şunları söyledi: “Bu oluşum rotası, Apollo astronotları tarafından döndürülen ay kayaları ile Dünya’nın mantosu arasındaki izotopik bileşimdeki benzerliği açıklamaya yardımcı olabilir. Ay kabuğunun kalınlığı için de gözlemlenebilir sonuçlar olabilir. , bu da meydana gelen çarpışma türünü daha fazla tespit etmemize izin verir.”

Ayrıca, bir uydu Dünya’nın yerçekiminden gelen “gelgit kuvvetleri” tarafından parçalanmasının beklenebileceği kadar Dünya’ya çok yakın geçtiğinde bile, uydunun aslında sadece hayatta kalamayacağını, aynı zamanda daha geniş bir yörüngeye itilebileceğini buldular. gelecekteki yıkımdan güvenli.

Araştırmanın baş araştırmacısı Jacob Kegerreis şunları söyledi: “Bu, Ay’ın evrimi için yepyeni bir dizi olası başlangıç ​​noktası açıyor. Bu projeye, bu çok yüksek çözünürlüklü simülasyonların sonuçlarının tam olarak ne olacağını bilmeden girdik. , standart çözünürlüklerin size yanlış cevaplar verebileceğine dair büyük göz açıcıya ek olarak, yeni sonuçların yörüngedeki Ay benzeri bir uyduyu cesaret verici bir şekilde içerebilmesi çok heyecan vericiydi.”

Ay’ın 4.5 milyar yıl önce genç Dünya ile Theia adlı Mars boyutundaki bir nesnenin çarpışması sonucu oluştuğu düşünülüyor. Çoğu teori, Ay’ı bu çarpışmadan kaynaklanan enkazın kademeli olarak birikmesiyle yaratır. Bununla birlikte, bu, kompozisyonlarının Dünya’nın mantosununkine benzer olduğunu gösteren ay kayalarının ölçümleriyle sorgulanırken, çarpma çoğunlukla Theia’dan gelen enkaz üretir.

Bu anlık uydu senaryosu, ilk ay yörüngesinin yanı sıra Ay’ın öngörülen bileşimi ve iç yapısı için yeni olasılıklar açıyor. Yaklaşan birçok ay görevi, Ay’a ne tür dev bir etkinin yol açtığına dair yeni ipuçları ortaya çıkaracak ve bu da bize Dünya’nın tarihini anlatacaktır.

Araştırma ekibi, NASA Ames Araştırma Merkezi ve Glasgow Üniversitesi, Birleşik Krallık’taki bilim adamlarını içeriyordu ve simülasyon bulguları, ABD’de yayınlandı. Astrofizik Dergi Mektupları.