Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Juna Kollmeier và Sean Raymond đã khởi động một cơn bão internet vào cuối năm ngoái khi họ đăng một bản thảo bài viết của họ về các chương trình con trên máy chủ in sẵn. Cuộc trò chuyện trực tuyến bị ám ảnh bởi thuật ngữ tốt nhất để mô tả các hiện tượng như vậy. Nhưng danh pháp không phải là điểm điều tra của Kollmeier và Raymond, người đã đặt ra để xác định các tham số vật lý cho các mặt trăng có khả năng quay quanh ổn định bởi các mặt trăng nhỏ hơn khác.
“Mặt trăng có thể có mặt trăng không?”
Câu hỏi đơn giản này – được hỏi bởi đứa con trai bốn tuổi của Carnegie Juna Kollmeier – đã bắt đầu tất cả. Không lâu sau lần truy vấn ban đầu này, Kollmeier đang điều phối một chương trình tại Viện Vật lý lý thuyết Kavli (KITP) trên Dải Ngân hà trong khi cô bạn cùng lớp đại học một thời Sean Raymond của Đại học Bordeaux đang theo học chương trình KITP song song về động lực học của Các hành tinh giống trái đất. Sau khi thảo luận về câu hỏi rất đơn giản này tại một hội thảo, hai người đã hợp lực để giải quyết nó. Phát hiện của họ là cơ sở của một bài báo được công bố trên Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia .
Bộ đôi này đã khởi động một cơn bão internet vào cuối năm ngoái khi họ đăng một bản thảo bài báo của họ xem xét khả năng các mặt trăng quay quanh các mặt trăng khác trên một máy chủ in sẵn cho các bản thảo vật lý và thiên văn.
Cuộc trò chuyện trực tuyến bị ám ảnh bởi thuật ngữ tốt nhất để mô tả các hiện tượng như vậy với các tùy chọn như mặt trăng và mặt trăng nhỏ bị ném vào hỗn hợp. Nhưng danh pháp không phải là điểm điều tra của Kollmeier và Raymond (mặc dù họ có sở thích cho các phim hoạt hình). Thay vào đó, họ đặt ra để xác định các tham số vật lý cho các mặt trăng có khả năng quay quanh ổn định bởi các mặt trăng nhỏ hơn khác.
“Các hành tinh quay quanh các ngôi sao và các mặt trăng quỹ đạo của các hành tinh, vì vậy việc hỏi liệu các mặt trăng nhỏ hơn có thể quay quanh các hành tinh lớn hơn hay không,” Raymond giải thích.
Tính toán của họ cho thấy chỉ những mặt trăng lớn trên quỹ đạo rộng từ các hành tinh chủ của chúng mới có thể lưu trữ các hình ảnh con. Các lực thủy triều từ cả hành tinh và mặt trăng hành động để làm mất ổn định quỹ đạo của các tiểu đoàn quay quanh các mặt trăng hoặc mặt trăng nhỏ hơn gần với hành tinh chủ của chúng.
Họ phát hiện ra rằng bốn mặt trăng trong Hệ Mặt trời của chúng ta về mặt lý thuyết có khả năng lưu trữ các tiểu vệ tinh của riêng chúng. Mặt trăng của sao Mộc Callisto, mặt trăng Titan và Iapetus của Sao Thổ và Mặt trăng của Trái đất đều phù hợp với hóa đơn của một vệ tinh có thể chứa vệ tinh của riêng mình, mặc dù cho đến nay vẫn chưa tìm thấy. Tuy nhiên, họ nói thêm rằng cần phải tính toán thêm để giải quyết các nguồn bất ổn có thể xảy ra, chẳng hạn như nồng độ khối lượng không đồng đều trong lớp vỏ Mặt trăng của chúng ta.
Kollmeier giải thích: “Việc thiếu các tiểu hành tinh đã biết trong Hệ Mặt trời của chúng ta, thậm chí quay quanh các mặt trăng có thể hỗ trợ về mặt lý thuyết cho các vật thể như vậy, có thể cung cấp cho chúng ta manh mối về cách các hành tinh của chúng ta và các hành tinh lân cận hình thành, về việc vẫn còn nhiều câu hỏi nổi bật”.
Các mặt trăng quay quanh Sao Thổ và Sao Mộc được cho là được sinh ra từ đĩa khí và bụi bao quanh các hành tinh khí khổng lồ trong giai đoạn sau của quá trình hình thành. Mặt khác, Mặt trăng của chúng ta, được cho là bắt nguồn từ hậu quả của một tác động khổng lồ giữa Trái đất trẻ và một cơ thể có kích cỡ sao Hỏa. Việc thiếu các chương trình phụ ổn định có thể giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về các lực khác nhau hình thành nên các vệ tinh mà chúng ta thấy.
Kollmeier nói thêm: “và tất nhiên, điều này có thể thông báo cho những nỗ lực liên tục để hiểu cách các hệ thống hành tinh phát triển ở nơi khác và cách Hệ mặt trời của chúng ta phù hợp với hàng ngàn người khác được phát hiện bởi các sứ mệnh săn tìm hành tinh.”
Ví dụ, exomoon mới được phát hiện có thể quay quanh Kepler 1625b có kích thước sao Mộc là khối lượng phù hợp và khoảng cách từ vật chủ của nó để hỗ trợ một tàu ngầm, Kollmeier và Raymond tìm thấy. Mặc dù, độ nghiêng suy luận của quỹ đạo của nó có thể gây khó khăn cho một vật thể như vậy vẫn ổn định. Tuy nhiên, việc phát hiện một tiểu thể xung quanh một exomoon sẽ rất khó khăn.
Với sự phấn khích xung quanh các tìm kiếm về các ngoại hành tinh có thể ở được, Kollmeier và Raymond đã tính toán rằng kịch bản trường hợp tốt nhất cho cuộc sống trên những chiếc tàu lớn là xung quanh những ngôi sao lớn. Mặc dù cực kỳ phổ biến, các ngôi sao lùn nhỏ màu đỏ rất mờ nhạt và các khu vực có thể ở được của chúng rất gần nên lực thủy triều rất mạnh và các tiểu thể (và thậm chí chính các mặt trăng) không ổn định.
Cuối cùng, các tác giả chỉ ra rằng một tiểu nhân tạo có thể ổn định và do đó đóng vai trò là viên nang thời gian hoặc tiền đồn. Trên quỹ đạo ổn định quanh Mặt trăng – như cổng vào Mặt trăng được đề xuất của NASA – một tàu ngầm sẽ giữ kho báu của nhân loại an toàn cho hậu thế lâu sau khi Trái đất trở nên không phù hợp với sự sống. Kollmeier và Raymond đồng ý rằng còn nhiều việc phải làm (và vui là có) để hiểu các tiểu thuyết (hoặc thiếu nó) như một bản ghi chép về lịch sử của các hệ mặt trăng.
Sean Raymond duy trì một blog khoa học (hành tinh ), nơi có thể tìm thấy nhiều chi tiết và minh họa hơn (bao gồm cả một bài thơ ông viết về bài báo).
Nghiên cứu này được hỗ trợ bởi một khoản trợ cấp từ Agence Nationale pour la Recherche, Nhóm lãnh đạo phòng thí nghiệm hành tinh ảo của Viện nghiên cứu sinh vật học NASA và Quỹ khoa học quốc gia.
Nguồn tin tức:
Tài liệu được cung cấp bởi Viện khoa học Carnegie . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :