Revoluție în astrofizică: nou model pentru formarea planetelor!

Revoluție în astrofizică: nou model pentru formarea planetelor!

Pe 21 iulie 2025 va fi prezentat un nou experiment care reprezintă un progres semnificativ în studiul formării planetelor. Oamenii de știință de la Universitatea Greifswald au dezvoltat un model de tornadă de apă care simulează procesele complexe din discurile de acreție din jurul stelelor tinere. Aceste discuri de acreție joacă un rol crucial în astrofizică, transportând materia către obiectele centrale și permițând formarea planetelor.

În discurile de acreție, care constau din gaz și praf în rotație, particulele microscopice orbitează în jurul unui obiect central care influențează zona înconjurătoare prin gravitația sa. Gazul din aceste discuri conține gaze atomice și ionizate, precum și praf interstelar. În timpul procesului, obiectele centrale câștigă masă pe măsură ce o parte din gaz ajunge în centrul discului. Cu toate acestea, aceste procese dinamice sunt greu de observat, ceea ce provoacă cercetarea în astronomie.

Modelul tornadei de apă

Modelul nou dezvoltat de tornadă de apă acționează ca un prototip pentru replicarea mișcărilor pe discurile de acreție care formează planeta. Oamenii de știință care lucrează cu Mario Flock, care lucrează la Institutul Max Planck pentru Astronomie (MPIA), au descoperit că o simulare a condițiilor câmpului gravitațional poate fi realizată prin configurarea experimentală a doi cilindri din plexiglas de lățimi diferite. Acest lucru face ca apa să se rotească, creând o pâlnie care imită proprietățile unui disc protoplanetar.

Experimentele inițiale cu sfere de polipropilenă pentru a analiza comportamentul curgerii au arătat că multe dintre aceste sfere nu corespundeau primei legi a lui Kepler, în timp ce alte legi au fost reproduse bine. Aceste descoperiri sunt promițătoare, deoarece ar putea permite o mai bună înțelegere a proprietăților fizice ale discurilor de acreție.

Perspective și provocări suplimentare

Provocările în simularea discurilor de acumulare sunt semnificative. Aceste discuri pot varia în diametru de la câteva sute de unități astronomice la sute de parsecs, iar materia poate depăși masa obiectului central cu 1-2 ordine de mărime. În plus, structura termică a acestor discuri poate ajunge la milioane de Kelvin, ceea ce mărește și mai mult complexitatea simulărilor.

Profilul de radiație al discurilor de acreție, care este responsabil pentru luminozitatea lor, este compus din radiații de la mai multe inele la diferite temperaturi și variază de la infraroșu la raze X dure. Acest lucru face necesară compararea simulărilor cu măsurători reale pentru a evita potențiale artefacte de calcul.

Modelul tornadei de apă ar putea ajuta la atenuarea unora dintre aceste dificultăți și este o abordare promițătoare pentru studierea proceselor de pe discurile care formează planetele. Oamenii de știință speră să facă ajustări pentru a îmbunătăți în continuare precizia, ceea ce ar putea avea implicații de amploare pentru astronomie.

Pe lângă cercetătorii de la Universitatea din Greifswald, în acest proiect sunt implicați și mai mulți oameni de știință de la MPIA. Mario Flock, care conduce un grup de lucru la MPIA, a primit un Grant ERC Consolidator pentru un proiect de studiu a sistemelor planetare emergente, subliniind importanța acestei cercetări.

Mai multe detalii despre discurile de acumulare și proprietățile lor pot fi găsite în rapoartele cuprinzătoare de la Cosmos indirect precum şi în intuiţiile de Universitatea din Greifswald.