الائتمان: جامعة دورهام
استخدم العلماء الرائدون من معهد علم الكونيات الحسابي بجامعة دورهام عمليات محاكاة أكثر تفصيلاً على أجهزة الكمبيوتر العملاقة للكشف عن تفسير بديل لأصل القمر قبل 4.5 مليار سنة. بهومي أيضا أ[{” 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.
https://www.youtube.com/watch؟v=03c8YPRiBPU
كشفت القوة الحسابية الإضافية أن عمليات المحاكاة منخفضة الدقة قد تفقد ميزات مهمة للتصادمات واسعة النطاق. باستخدام عمليات المحاكاة عالية الدقة ، يمكن للباحثين اكتشاف الميزات التي كان يتعذر الوصول إليها في الدراسات السابقة. أنتجت عمليات المحاكاة عالية الدقة فقط قمرًا صناعيًا يشبه القمر ، وكشفت المزيد من التفاصيل كيف تحتوي طبقاته الخارجية على المزيد من المواد المشتقة من الأرض.
إذا تشكل معظم القمر مباشرة بعد الاصطدام العملاق ، فهذا يعني أن كمية أقل من الذوبان قد انصهرت أثناء التكوين مقارنة بالنظريات التقليدية التي نما فيها القمر داخل قرص الحطام حول الأرض. اعتمادًا على تفاصيل التصلب اللاحق ، يجب أن تتنبأ هذه النظريات بالهياكل الداخلية المختلفة للقمر.
https://www.youtube.com/watch؟v=l0xSzYCZBEQ
قال فنسنت أك ، مؤلف مشارك في الدراسة: “يمكن أن يساعد مسار التكوين هذا في تفسير التشابه في التركيب النظائري بين الصخور القمرية التي أعادها رواد فضاء أبولو وغطاء الأرض. وقد تكون هناك أيضًا تأثيرات ملحوظة لسمك القمر. القشرة ، والتي من شأنها أن تسمح لنا بمتابعة نوع التصادم الذي حدث.
ووجدوا أنه حتى عندما يمر قمر صناعي بالقرب من الأرض لدرجة أنه من المتوقع أن يتمزق من جاذبية الأرض بفعل “قوى المد والجزر” ، يمكن للقمر الصناعي أن يظل حياً. في الواقع ، يمكن دفعها إلى مدار أوسع آمنًا من الدمار المستقبلي.
https://www.youtube.com/watch؟v=U6T2KeUM4oo
مجموعة من الاحتمالات الجديدة
قال الباحث الرئيسي في الدراسة ، جاكوب جيكريس: “هذا يفتح مجالًا جديدًا من نقاط البداية المحتملة لتطور القمر. لقد دخلنا في هذا المشروع دون أن نعرف ما ستكون عليه نتائج هذه المحاكاة عالية الدقة. لذلك ، في بالإضافة إلى الفتح الكبير الذي يمكن أن تقدمه الدقة القياسية لإجابات خاطئة ، كانت النتائج الجديدة في المدار إضافة قمر صناعي يشبه القمر مثيرة للغاية.
يُعتقد أن القمر قد تشكل بعد اصطدام بين كوكب صغير يسمى ثيا وجسم بحجم المريخ قبل 4.5 مليار سنة. تشير معظم النظريات إلى أن القمر تشكل نتيجة التراكم التدريجي للحطام الناتج عن هذا الاصطدام. ومع ذلك ، فقد تم تحدي هذا من خلال قياسات الصخور القمرية ، والتي أظهرت أن تكوينها مشابه لتكوين وشاح الأرض ، في حين أن التأثير أنتج في الغالب حطامًا من ثيا.
https://www.youtube.com/watch؟v=kyQJr7tYwk0
يفتح عرض القمر الصناعي الفوري هذا إمكانيات جديدة لمدار القمر المبكر والبنية المتوقعة والهيكل الداخلي للقمر. يمكن أن يساعد في تفسير الألغاز التي لم يتم حلها مثل مدار القمر المائل من خط الاستواء للأرض ؛ أو ربما تكون قد شكلت قمرًا مبكرًا لم يذوب تمامًا ، وهو ما يعتقد بعض العلماء أنه قد يكون أكثر ملاءمة لقشرته الرقيقة.
يجب أن تكشف العديد من المهمات القمرية القادمة عن أدلة جديدة حول نوع التأثير العملاق الذي أحدثه القمر ، والذي يمكن أن يخبرنا عن تاريخ الأرض.
يتكون فريق البحث من العلماء[{” 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.