astronomía: Ahms ahms ahms el desarrollo de los planetas
¿Qué procesos juegan en los sistemas de estrellas jóvenes cuando el polvo se forma en protoplanetas? La física ahora quiere examinarlo con una estructura de prueba simple.
© Stefan Schütt (Universidad de Greifswald) (Sección)
La foto muestra el área superior del modelo de tornado de agua. La piscina de plexiglás tiene un diámetro de 50 centímetros y se ilumina con tiras LED.
Hace unos cuatro mil millones de años, el sol todavía era una estrella joven, rodeada de partículas microscópicas que se extendieron profundamente en el espacio. El «polvo» de este disco protoplanetario inicialmente se unió en objetos más grandes debido a la influencia de la gravedad, los precursores de los planetas, antes de que finalmente salieran del cuerpo celestial de nuestro sistema solar. Los procesos exactos, que ocurren en una fase tan temprana de un sistema estelar, generalmente son muy difíciles de observar. Esta es la razón por la cual los investigadores de la Universidad de Greifswald y el Instituto Max Planck de Astronomía (MPIA) en Heidelberg crearon el prototipo de una estructura experimental que simula procesos físicos con la ayuda del agua. Con este fácil experimento de implementación, las leyes de Keplers, los expertos del estudio publicados en las «comunicaciones mensuales de las cartas de la Royal Astronomical Society» pudieron confirmar.
En física, los investigadores a menudo usan experimentos analógicos llamados para simular fenómenos que solo son difíciles o no accesibles en los experimentos. Por lo tanto, se pueden comparar con simulaciones por computadora que se basan principalmente en modelos matemáticos simplificados. Una dificultad en el examen de las ventanas protoplanetarias, por ejemplo, es que los procesos tienen lugar en escaleras muy diferentes: las partículas cambian, por un lado, por un lado, por un nivel microscópico, por otro lado, la atracción también juega un papel importante en enormes distancias y largos períodos de tiempo. Todo esto es difícil de simular con los modelos de computadora.
Disco de protoplanetare | Esta ilustración de un planeta muestra una estructura en forma de gas y anillo de polvo. El polvo crece en protoplanetas, de los cuales finalmente se forman los planetas. La interacción de gas y polvo es de particular interés en la investigación, ya que guía el proceso de desarrollo del planeta.
Esta es la razón por la cual el equipo liderado por Stefan Knauer de la Universidad de Greifswald ha desarrollado un conjunto experimental, que reproduce el potencial gravitacional de una estrella en medio de un disco protoplanetario. Para hacer esto, utilizaron un tanque de agua cilíndrico, que estaba conectado con una bomba de acuario. En el centro del contenedor, al final surgió un vórtice, como una especie de tornado que representa el campo gravitacional del modelo. El equipo movió el agua con bolas de plástico, cuya posición se registró con una cámara de alta velocidad. Esto hizo posible confirmar que las partículas siguen las tres leyes de Kepler en promedio, y por lo tanto, el Strudel es adecuado para simular el campo gravitacional.
Hasta ahora, sin embargo, el experimento es solo un prototipo. Sin embargo: «Me sorprendió los resultados actuales de este experimento analógico», dice Mario Flock, quien estudió modelos de parabrisas en el planeta MPI. «Estoy seguro de poder mejorar el modelo de tornado de agua a través de algunos ajustes en un paso posterior y abordar un compromiso científico». Los expertos ahora quieren optimizar aún más la estructura para poder examinar mejor los procesos en el espacio económico.
Knauer, S. et al., Advertencias mensuales de la Royal Astronomical Society 10.1093/Mnrasl/Slaf070, 2025
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