Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà thiên văn học đã mô hình hóa hai chiếc nhẫn xung quanh Chariklo, cơ thể nhỏ nhất trong Hệ Mặt trời được biết là có nhẫn. Đây là lần đầu tiên toàn bộ hệ thống vòng được mô phỏng bằng kích thước thực tế cho các hạt vòng. Mô phỏng cho thấy các hạt vòng nhỏ hơn nhiều so với dự đoán hoặc một vệ tinh chăn cừu chưa được phát hiện xung quanh Chariklo đang ổn định vòng.
Một nhóm các nhà nghiên cứu ở Nhật Bản đã mô hình hóa hai chiếc nhẫn xung quanh Chariklo, cơ thể nhỏ nhất trong Hệ Mặt trời được biết là có nhẫn. Đây là lần đầu tiên toàn bộ hệ thống vòng được mô phỏng bằng các kích thước thực tế cho các hạt vòng trong khi cũng tính đến các va chạm và tương tác hấp dẫn giữa các hạt. Mô phỏng của nhóm đã tiết lộ thông tin về kích thước và mật độ của các hạt trong các vòng. Bằng cách xem xét cả cấu trúc chi tiết và bức tranh toàn cầu lần đầu tiên, nhóm nghiên cứu thấy rằng vòng trong của Chariklo sẽ không ổn định nếu không có sự trợ giúp. Có thể các hạt vòng nhỏ hơn nhiều so với dự đoán hoặc một vệ tinh chăn cừu chưa được phát hiện xung quanh Chariklo đang ổn định vòng.
Để làm sáng tỏ cấu trúc chi tiết và sự tiến hóa của các vòng Chariklo, Tiến sĩ Shugo Michikoshi (Đại học Phụ nữ Kyoto / Đại học Tsukuba) và Giáo sư Eiichiro Kokubo (Đài quan sát thiên văn quốc gia Nhật Bản, NAOJ) đã thực hiện mô phỏng các vòng bằng cách sử dụng siêu máy tính ATER tại NAOJ. Họ đã tính toán chuyển động của 345 triệu hạt vòng với kích thước thực tế vài mét có tính đến các va chạm không đàn hồi và lực hấp dẫn lẫn nhau giữa các hạt. Nhờ có nhiều CPU của ATERUI và kích thước nhỏ của hệ thống vòng Chariklo, các nhà nghiên cứu đã thực hiện thành công mô phỏng toàn cầu đầu tiên với các hạt có kích thước thực.
Kết quả của họ cho thấy mật độ của các hạt vòng phải nhỏ hơn một nửa mật độ của chính Chariklo. Kết quả của họ cũng cho thấy một mô hình sọc, được gọi là “thức tự trọng lực”, hình thành ở vòng trong do sự tương tác giữa các hạt. Những đánh thức tự trọng lực này làm tăng tốc độ phá vỡ của chiếc nhẫn. Nhóm nghiên cứu đã tính toán lại tuổi thọ dự kiến của các vòng Chariklo dựa trên kết quả của họ và nhận thấy nó chỉ từ 1 đến 100 năm, ngắn hơn nhiều so với ước tính trước đó. Cái này ngắn đến mức thật đáng ngạc nhiên khi chiếc nhẫn vẫn còn đó.
Nhóm nghiên cứu đề xuất hai khả năng để giải thích sự tồn tại liên tục của chiếc nhẫn. “Các hạt vòng nhỏ là một khả năng. Nếu kích thước của các hạt vòng chỉ vài milimet, các vòng có thể được duy trì trong 10 triệu năm. Một khả năng khác là sự tồn tại của một vệ tinh chăn cừu chưa được phát hiện làm chậm quá trình hòa tan các vòng. ” Giáo sư Kokubo giải thích.
Tiến sĩ Michikoshi cho biết thêm: “Sự tương tác giữa các vành đai và vệ tinh cũng là một quá trình quan trọng trong các vành đai của Sao Thổ. Để hiểu rõ hơn về tác dụng của vệ tinh đối với cấu trúc vòng, chúng tôi dự định xây dựng một mô hình mới để hình thành các vòng Chariklo.”
Các hệ thống vành đai, như các vòng biểu tượng xung quanh Sao Thổ và Sao Thiên Vương, bao gồm các hạt có kích thước từ cm đến mét. Cho đến tận bây giờ, việc tính toán quỹ đạo và tương tác lẫn nhau của tất cả các hạt này đã gây khó khăn cho các nỗ lực nghiên cứu các vòng thông qua mô phỏng máy tính. Các nhà nghiên cứu trước đây chỉ mô phỏng một phần của hệ thống vòng bỏ qua cấu trúc tổng thể hoặc sử dụng các hạt lớn không hợp lý và bỏ qua các cấu trúc chi tiết.
Vào năm 2014, hai chiếc nhẫn cách nhau một khoảng trống đã được phát hiện xung quanh Chariklo, nhân mã lớn nhất được biết đến. Nhân mã là những cơ thể nhỏ lang thang giữa Sao Mộc và Sao Hải Vương. Mặc dù Chariklo chỉ có kích thước hàng trăm km, nhưng các vành đai của nó cũng mờ đục như những người xung quanh Sao Thổ và Sao Thiên Vương. Do đó Chariklo cung cấp một cơ hội lý tưởng để mô hình hóa một hệ thống vòng hoàn chỉnh.
Nguồn tin tức:
Tài liệu được cung cấp bởi Viện Khoa học Tự nhiên Quốc gia . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :