Süper Bilgisayar Simülasyonları Dev Bir Etkinin Ay’ı Nasıl Oluşmuş Olabileceğini Ortaya Çıkardı

Süper Bilgisayar Simülasyonu Ay'ın Kökeni

Kredi: Durham Üniversitesi

Durham Üniversitesi Hesaplamalı Kozmoloji Enstitüsü’nden öncü bilim adamları, 4,5 milyar yıl önce Ay’ın kökeni için alternatif bir açıklama ortaya çıkarmak için şimdiye kadarki en ayrıntılı süper bilgisayar simülasyonlarını kullandılar. Dünya ile bir gezegen arasında dev bir çarpışma olduğunu ortaya çıkardı.[{” attribute=””>Mars-sized body could immediately place a Moon-like body into orbit around Earth.

High-end simulations

In their search for scenarios that could explain the present-day Earth-Moon system, the researchers simulated hundreds of different impacts at high resolution, varying the angle and speed of the collision as well as the masses and spins of the two colliding bodies. These calculations were performed using the SWIFT open-source simulation code, run on the DiRAC Memory Intensive service (“COSMA”), hosted by Durham University on behalf of the DiRAC High-Performance Computing facility.

Ekstra hesaplama gücü, düşük çözünürlüklü simülasyonların büyük ölçekli çarpışmaların önemli yönlerini gözden kaçırabileceğini ortaya çıkardı. Yüksek çözünürlüklü simülasyonlarla araştırmacılar, önceki çalışmalarda erişilemeyen özellikleri keşfedebilir. Sadece yüksek çözünürlüklü simülasyonlar Ay benzeri uyduyu üretti ve ekstra detay, dış katmanlarının Dünya’dan gelen daha fazla malzeme içerdiğini ortaya çıkardı.

Ay’ın çoğu dev çarpışmadan hemen sonra oluştuysa, bu aynı zamanda, Ay’ın Dünya’nın etrafındaki bir enkaz diski içinde büyüdüğü geleneksel teorilere göre oluşum sırasında daha az eridiği anlamına gelebilir. Sonraki katılaşmanın detaylarına 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 çarpışmanın türünü daha fazla belirlememize olanak tanır.”

Dahası, bir uydu Dünya’nın yerçekiminden gelen “gelgit kuvvetleri” tarafından parçalanmasının beklenebileceği kadar Dünya’ya çok yakın geçtiğinde bile, uydunun gerçekten hayatta kalabileceğini keşfettiler. Aslında, gelecekteki yıkımlardan korunarak daha geniş bir yörüngeye itilebilir.

Bir dizi yeni olasılık

Araştırmanın baş araştırmacısı Jacob Kegerreis şunları söyledi: “Bu, Ay’ın evrimi için yepyeni bir dizi olası başlangıç ​​noktası açıyor. Bu çok yüksek çözünürlüklü simülasyonların sonuçlarının tam olarak ne olacağını bilmeden bu projeye girdik. Bu nedenle, standart çözünürlüklerin size yanlış yanıtlar verebileceğine dair büyük göz açıcının yanı sıra, yeni sonuçların yörüngedeki Ay benzeri bir uyduyu cesaret verici bir şekilde içerebilmesi ekstra 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 inşa eder. 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. Bu, Ay’ın Dünya’nın ekvatorundan uzağa eğik yörüngesi gibi çözülmemiş gizemleri açıklamaya yardımcı olabilir; ya da bazı bilim adamlarının ince kabuğu için daha iyi bir eşleşme olabileceğini öne sürdüğü, tamamen erimiş olmayan erken bir Ay üretebilir.

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, bilim adamlarını da içeriyordu.[{” attribute=””>NASA Ames Research Centre and the University of Glasgow, UK, and their simulation findings have been published in the Astrophysical Journal Letters.

Reference: “Immediate Origin of the Moon as a Post-impact Satellite” by J. A. Kegerreis, S. Ruiz-Bonilla, V. R. Eke, R. J. Massey, T. D. Sandnes and L. F. A. Teodoro, 4 October 2022, Astrophysical Journal Letters.
DOI: 10.3847/2041-8213/ac8d96

The research was partly supported by a DiRAC Director’s Discretionary Time award and a Science and Technology Facilities Council (STFC) grant.

Leave a Comment