Planetlərin Yaranmasını Su Tornadoları ilə Model Etmək

Bəzən bir fenomenin fizikasını anlamağın ən asan yolu onun fiziki modelini yaratmaqdır. Amma, məsələn, protoplanetar disk kimi böyük bir sistemi necə model edə bilərsiniz? Max Planck Astrofizika İnstitutu və Greifswald Universitetindən olan tədqiqatçılar tərəfindən "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters" jurnalında yayımlanan bir araşdırmaya görə, cavab çox sadə ola bilər: suyu sürətlə dövr etdirmək.

Tədqiqatçılar tərəfindən hazırlanmış sistem, uşaqların elmi dərslərdəki şüşə içində su burulğanı təcrübəsinə bənzəsə də, daha mürəkkəbdir. Protoplanetar disklərdə planetləri formalaşdıran qaz və toz, yeni yaranmış ulduzun ətrafında cazibə qüvvəsi ilə hərəkət edərək toplanır və nəticədə planetlərin toxumları olan protoplanetlər yaranır. Su burulğanı isə bu prosesin kiçik miqyaslı modelini təmsil edir, burada burulğan sistemi cazibə qüvvəsi kimi çıxış edir.

Adətən bu cür sistemlər kompüterdə simulyasiya olunur. Lakin, ayrı-ayrı toz hissəciklərinin böyük strukturlara çevrilməsini modelləşdirmək çox mürəkkəbdir və bu simulyasiyalar tez-tez eksperimental məlumatlarla müqayisə olunmalıdır. Güclü teleskoplarla müşahidə aparmaq üçün vaxt almağın çətinliyi də işləri daha mürəkkəbləşdirir. Su burulğanları isə istənilən vaxt yaradılıb uzun müddət saxlanıla bilər.

Bu təcrübəni həyata keçirmək üçün tədqiqatçılar iki şəffaf silindr istifadə ediblər. Kiçik ölçülü silindr böyük olanın içində yerləşdirilib. Kiçik silindrin dibində bir drenaj borusu, alt hissəsində isə iki nozzle vasitəsilə su üfürən akvarium pompası var. Yetərincə güclə su böyük silindrə axır və burada burulğan əmələ gəlir. Tədqiqatçılar bu sistemdə muncuqları burulğana ataraq onların hərəkət trayektoriyalarını izləyib və nəticələri müşahidə məlumatları ilə müqayisə ediblər.

Johannes Keplerin məşhur planetar hərəkət qanunlarına əsasən, bu model iki əsas qanuna uyğun gəlir: planetlərin bərabər zaman intervallarında bərabər sahələri örtməsi və orbitin dövr müddəti ilə ölçüsünün müəyyən riyazi əlaqədə olması. Lakin, model Keplerin birinci qanununa - orbitlərin eliptik olması tələbini tam yerinə yetirə bilmir. Muncuqların trayektoriyaları spiral formasını alır. Tədqiqatçılar bu problemi sistemin miqyasını böyütməklə həll etməyi planlaşdırırlar.

Bu təcrübə planetlərin yaranması prosesini daha yaxından anlamaq üçün yeni imkanlar açır. Gələcəkdə sistemin daha böyük miqyaslı modelləri hazırlanacaq və beləliklə, daha dəqiq nəticələr əldə etmək mümkün olacaq.