Le nuove simulazioni ai supercomputer delle interazioni di migliaia di granelli di polvere, mostrano come potrebbe apparire il Sistema Solare agli occhi di ipotetici astronomi extraterrestri alla ricerca di esopianeti.
I modelli forniscono anche un assaggio di come è cambiato il nostro sistema planetario nel corso dei miliardi di anni.
"I pianeti potrebbero essere troppo deboli per essere rilevati direttamente, ma gli astronomi alieni che stessero ipoteticamente studiando il Sistema Solare potrebbero facilmente determinare la presenza di Nettuno, in quanto la sua gravità scolpisce una leggera fessura nella polvere" ha detto Marc Kuchner, un astrofisico del NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland che ha condotto lo studio.
"Speriamo che i nostri modelli aiutino anche ad individuare altri mondi come Nettuno intorno ad altre stelle".
La polvere è originaria della fascia di Kuiper, una zona di transito molto fredda al di là di Nettuno, dove milioni di corpi ghiacciati, come anche Plutone, orbitano attorno al Sole.
Gli scienziati ritengono che la regione è una versione più antica e meno popolata dei dischi di detriti scoperti intorno a stelle come Vega e Fomalhaut.
"Le nostre nuove simulazioni ci permettono anche di vedere come la polvere dalla fascia di Kuiper poteva essere quando il Sistema Solare era molto più giovane", ha detto Christopher Stark, che ha lavorato con Kuchner Goddard della NASA ed è ora alla Carnegie Institution for Science di Washington. "In effetti, possiamo andare indietro nel tempo e vedere la visuale in lontananza del Sistema Solare e come esso è cambiato"..
Gli oggetti presenti nella Fascia di Kuiper entrano spesso in collisione creando frammenti e polvere che viaggiano attraverso il Sistema Solare soggetti a una serie di forze in aggiunta alla forza di attrazione gravitazionale del Sole e dei pianeti.
I grani minuscoli sono influenzati dal vento solare, che lavora per portare la polvere più vicino al Sole, e la luce solare, che può attirare polvere o spingerla verso l'esterno.
Ciò dipende dalle dimensioni del grano.
"Si riteneva che il calcolo delle collisioni non si poteva fare perché il numero di piccoli granelli è troppo numeroso" ha detto Kuchner.
"Abbiamo però trovato un modo per farlo che ha aperto un paesaggio del tutto nuovo".
Con l'aiuto del supercomputer Discover della NASA, i ricercatori hanno tenuto sotto controllo 75.000 particelle di polvere e i loro rapporti con i pianeti esterni, la luce solare e il vento solare.
Le dimensioni del modello di polvere andavano dalle dimensioni della cruna di un ago (0,05 pollici o 1,2 millimetri) fino a più di un migliaio di volte più piccole simili alle particelle di fumo.
Durante la simulazione, i grani sono stati collocati in uno dei tre tipi di orbite in cui di oggi si trova la Fascia di Kuiper. Dai dati ottenuti, i ricercatori hanno creato immagini di sintesi che rappresentano le vedute a infrarossi del Sistema Solare visibile da lontano.
Attraverso gli effetti gravitazionali chiamati "risonanze", Nettuno smista le particelle vicine e crea una zona vuota vicino al pianeta.
"Una cosa che abbiamo imparato è che, anche nel Sistema Solare attuale, le collisioni giocano un ruolo importante nella struttura della fascia di Kuiper" ha spiegato Stark.
Questo perché le collisioni tendono a distruggere le particelle più grandi producendo un anello di polvere relativamente denso che cavalca l'orbita di Nettuno.
In passato, la fascia di Kuiper conteneva molti più oggetti che si schiantarono più frequentemente generando la polvere a un ritmo più veloce.
Utilizzando modelli distinti che hanno considerato tassi di collisione progressivamente più alti, la squadra ha prodotto immagini della polvere che è stata 10, 100 e 1000 volte più intenso rispetto al modello originale. Gli scienziati stimano che la polvere riflette le condizioni della fascia di Kuiper come è stata rispettivamente, a 700 milioni, 100 milioni e 15 milioni di anni.
"Siamo stati semplicemente sbalorditi da quello che abbiamo visto", ha detto Kuchner.
Quando le collisioni diventano sempre più importanti, la probabilità che i grani di polvere grandi sopravvivono alla deriva dalla Fascia di Kuiper scende bruscamente.
Facendo un passo indietro nel tempo, si osserva un disco polveroso che assomiglia ad un denso anello come lo osserviamo attorno ad altre stelle, in particolare Fomalhaut.
"La cosa sorprendente è che abbiamo già visto questi anelli attorno ad altre stelle", ha detto Stark.
"Uno dei nostri prossimi passi sarà quello di simulare i dischi di detriti attorno a Fomalhaut e alle altre stelle per vedere cosa ci racconterà la distribuzione di polvere sulla presenza di pianeti".
I ricercatori hanno anche intenzione di sviluppare un quadro più completo del disco polveroso del Sistema Solare mediante ulteriori modellizzazione più vicine al Sole, compresa la Fascia Principale e le migliaia di asteroidi troiani legati alla gravità di Giove.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Astronomical Journal. (Credito dell'immagine in alto: NASA/Goddard/Marc Kuchner and Christopher Stark)
I modelli forniscono anche un assaggio di come è cambiato il nostro sistema planetario nel corso dei miliardi di anni.
"I pianeti potrebbero essere troppo deboli per essere rilevati direttamente, ma gli astronomi alieni che stessero ipoteticamente studiando il Sistema Solare potrebbero facilmente determinare la presenza di Nettuno, in quanto la sua gravità scolpisce una leggera fessura nella polvere" ha detto Marc Kuchner, un astrofisico del NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland che ha condotto lo studio.
"Speriamo che i nostri modelli aiutino anche ad individuare altri mondi come Nettuno intorno ad altre stelle".
La polvere è originaria della fascia di Kuiper, una zona di transito molto fredda al di là di Nettuno, dove milioni di corpi ghiacciati, come anche Plutone, orbitano attorno al Sole.
Gli scienziati ritengono che la regione è una versione più antica e meno popolata dei dischi di detriti scoperti intorno a stelle come Vega e Fomalhaut.
"Le nostre nuove simulazioni ci permettono anche di vedere come la polvere dalla fascia di Kuiper poteva essere quando il Sistema Solare era molto più giovane", ha detto Christopher Stark, che ha lavorato con Kuchner Goddard della NASA ed è ora alla Carnegie Institution for Science di Washington. "In effetti, possiamo andare indietro nel tempo e vedere la visuale in lontananza del Sistema Solare e come esso è cambiato"..
Gli oggetti presenti nella Fascia di Kuiper entrano spesso in collisione creando frammenti e polvere che viaggiano attraverso il Sistema Solare soggetti a una serie di forze in aggiunta alla forza di attrazione gravitazionale del Sole e dei pianeti.
I grani minuscoli sono influenzati dal vento solare, che lavora per portare la polvere più vicino al Sole, e la luce solare, che può attirare polvere o spingerla verso l'esterno.
Ciò dipende dalle dimensioni del grano.
"Si riteneva che il calcolo delle collisioni non si poteva fare perché il numero di piccoli granelli è troppo numeroso" ha detto Kuchner.
"Abbiamo però trovato un modo per farlo che ha aperto un paesaggio del tutto nuovo".
Con l'aiuto del supercomputer Discover della NASA, i ricercatori hanno tenuto sotto controllo 75.000 particelle di polvere e i loro rapporti con i pianeti esterni, la luce solare e il vento solare.
Le dimensioni del modello di polvere andavano dalle dimensioni della cruna di un ago (0,05 pollici o 1,2 millimetri) fino a più di un migliaio di volte più piccole simili alle particelle di fumo.
Durante la simulazione, i grani sono stati collocati in uno dei tre tipi di orbite in cui di oggi si trova la Fascia di Kuiper. Dai dati ottenuti, i ricercatori hanno creato immagini di sintesi che rappresentano le vedute a infrarossi del Sistema Solare visibile da lontano.
Attraverso gli effetti gravitazionali chiamati "risonanze", Nettuno smista le particelle vicine e crea una zona vuota vicino al pianeta.
"Una cosa che abbiamo imparato è che, anche nel Sistema Solare attuale, le collisioni giocano un ruolo importante nella struttura della fascia di Kuiper" ha spiegato Stark.
Questo perché le collisioni tendono a distruggere le particelle più grandi producendo un anello di polvere relativamente denso che cavalca l'orbita di Nettuno.
In passato, la fascia di Kuiper conteneva molti più oggetti che si schiantarono più frequentemente generando la polvere a un ritmo più veloce.
Utilizzando modelli distinti che hanno considerato tassi di collisione progressivamente più alti, la squadra ha prodotto immagini della polvere che è stata 10, 100 e 1000 volte più intenso rispetto al modello originale. Gli scienziati stimano che la polvere riflette le condizioni della fascia di Kuiper come è stata rispettivamente, a 700 milioni, 100 milioni e 15 milioni di anni.
"Siamo stati semplicemente sbalorditi da quello che abbiamo visto", ha detto Kuchner.
Quando le collisioni diventano sempre più importanti, la probabilità che i grani di polvere grandi sopravvivono alla deriva dalla Fascia di Kuiper scende bruscamente.
Facendo un passo indietro nel tempo, si osserva un disco polveroso che assomiglia ad un denso anello come lo osserviamo attorno ad altre stelle, in particolare Fomalhaut.
"La cosa sorprendente è che abbiamo già visto questi anelli attorno ad altre stelle", ha detto Stark.
"Uno dei nostri prossimi passi sarà quello di simulare i dischi di detriti attorno a Fomalhaut e alle altre stelle per vedere cosa ci racconterà la distribuzione di polvere sulla presenza di pianeti".
I ricercatori hanno anche intenzione di sviluppare un quadro più completo del disco polveroso del Sistema Solare mediante ulteriori modellizzazione più vicine al Sole, compresa la Fascia Principale e le migliaia di asteroidi troiani legati alla gravità di Giove.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Astronomical Journal. (Credito dell'immagine in alto: NASA/Goddard/Marc Kuchner and Christopher Stark)
VIDEO DELLA SIMULAZIONE
a cura di Arthur McPaul
Link
"http://www.sciencedaily.com/releases/2010/09/100923111528.htm"
Nessun commento:
Posta un commento