Τετάρτη, 30 Νοεμβρίου, 2022

Πώς σχηματίστηκε η Σελήνη; Ένας υπερυπολογιστής ίσως βρήκε την απάντηση

Η Σελήνη μπορεί να σχηματίστηκε αμέσως μετά από μια κατακλυσμική σύγκρουση που αποκόλλησε ένα κομμάτι της Γης και το εκσφενδόνισε στο διάστημα, σύμφωνα με μια νέα μελέτη.

Από τα μέσα της δεκαετίας του 1970, οι αστρονόμοι πίστευαν ότι η Σελήνη σχηματίστηκε από τα συντρίμμια που είχαν απομείνει από τη σύγκρουση μεταξύ της Γης και ενός αστρονομικού σώματος στο μέγεθος του Άρη που ονομάζεται Θεία, περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν.

Όμως μια νέα υπόθεση, βασισμένη σε προσομοιώσεις υπερυπολογιστών που έγιναν σε υψηλότερη ανάλυση από ποτέ άλλοτε, υποδηλώνει ότι ο σχηματισμός της Σελήνης μπορεί να μην ήταν τελικά μια αργή και σταδιακή διαδικασία, αλλά να έλαβε χώρα μέσα σε λίγες μόνο ώρες.

Οι επιστήμονες πήραν τα πρώτα στοιχεία για τον σχηματισμό της Σελήνης μετά την επιστροφή της αποστολής Apollo 11 τον Ιούλιο του 1969, όταν οι αστροναύτες της NASA Νιλ Άρμστρονγκ και Μπαζ Άλντριν έφεραν στη Γη 21,6 κιλά σεληνιακού πετρώματος και σκόνης. Τα δείγματα χρονολογήθηκαν πριν από περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, τοποθετώντας τη δημιουργία της Σελήνης περίπου 150 εκατομμύρια χρόνια μετά το σχηματισμό του ηλιακού συστήματος.

Για να διερευνήσουν διαφορετικά πιθανά σενάρια για το σχηματισμό της Σελήνης μετά τη σύγκρουση της Γης με την Θεία, οι συγγραφείς της νέας μελέτης χρησιμοποίησαν ένα πρόγραμμα υπολογιστή που ονομάζεται SWIFT (SPH With Inter-dependent Fine-grained Tasking), το οποίο έχει σχεδιαστεί για να προσομοιώνει το πολύπλοκο και διαρκώς μεταβαλλόμενο πλέγμα βαρυτικών και υδροδυναμικών δυνάμεων που δρουν σε μεγάλες ποσότητες ύλης. Η ακριβής εκτέλεση αυτού του έργου δεν είναι απλή υπολογιστική εργασία, γι’ αυτό οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν τον υπερυπολογιστή COSMA του Πανεπιστημίου Durham στη Βρετανία.

Οι ερευνητές μπόρεσαν να μοντελοποιήσουν τα επακόλουθα της αστρονομικής σύγκρουσης σε υψηλότερη ανάλυση από ποτέ άλλοτε. Οι αναλύσεις σε αυτές τις προσομοιώσεις καθορίζονται από τον αριθμό των σωματιδίων που χρησιμοποιεί η προσομοίωση. Για τις γιγαντιαίες συγκρούσεις η τυπική ανάλυση προσομοίωσης είναι συνήθως μεταξύ 100.000 και 1 εκατομμυρίου σωματιδίων, αλλά στη νέα μελέτη ο ίδιος και οι συνάδελφοί του ήταν σε θέση να μοντελοποιήσουν έως και 100 εκατομμύρια σωματίδια.

«Με υψηλότερη ανάλυση μπορούμε να μελετήσουμε περισσότερες λεπτομέρειες – όπως ένα μεγαλύτερο τηλεσκόπιο σας επιτρέπει να τραβήξετε εικόνες υψηλότερης ανάλυσης από μακρινούς πλανήτες ή γαλαξίες για να ανακαλύψετε νέες λεπτομέρειες», εξήγησε ο Τζέικομπ Κεγκερέις υπολογιστικός κοσμολόγος στο Πανεπιστήμιο Durham και επικεφαλής της νέας μελέτης.

«Επίσης, οι προσομοιώσεις μικρότερης ανάλυσης μπορεί να δώσουν παραπλανητικές ή ακόμη και λανθασμένες απαντήσεις», σημείωσε ο επιστήμονας.

Όπως αναφέρει το Live Science, η προσομοίωση υψηλότερης ανάλυσης έδειξε ότι η Σελήνη σχηματίστηκε μέσα σε λίγες ώρες από τα υλικά που εκτοξεύτηκαν από τη σύγκρουση της Γης με τη Θεία.

«Αυτό ανοίγει ένα εντελώς νέο φάσμα πιθανών αφετηριών για την εξέλιξη της Σελήνης», δήλωσε ο Κεγκερέις.

Τέτοιες έρευνες θα μπορούσαν επίσης να ρίξουν φως στο πώς η Γη πήρε μορφή και έγινε ένας πλανήτης που μπορεί και φιλοξενεί ζωή.

«Όσο περισσότερα μαθαίνουμε για το πώς δημιουργήθηκε η Σελήνη, τόσο περισσότερα ανακαλύπτουμε για την εξέλιξη της δικής μας Γης», δήλωσε ο συν-συγγραφέας της μελέτης Βίνσεντ Έκε, αναπληρωτής καθηγητής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο Durham. «Οι ιστορίες τους είναι αλληλένδετες και θα μπορούσαν να αντανακλώνται στις ιστορίες άλλων πλανητών που άλλαξαν από παρόμοιες ή πολύ διαφορετικές συγκρούσεις», σημείωσε.

Οι επιστήμονες δημοσίευσαν τα ευρήματά τους στο περιοδικό «The Astrophysical Journal Letters».

ΠΗΓΗ: Live Science

σχετικα αρθρα

ροη ειδησεων