Profesor Rory Barnes, astrobiolog i astronom, jest autorem pierwszej wersji pakietu oprogramowania o nazwie VPLanet, czyli symulatora wirtualnej planety. Wraz ze współautorami opisał je w artykule zaakceptowanym już do publikacji przez Astronomical Society of the Pacific.
Program łączy ze sobą różne procesy fizyczne w spójny sposób, dzięki czemu efekty lub zjawiska występujące w pewnej części układu planetarnego są śledzone w całym takim układzie. Daje też szanse na ustalenie, czy dana planeta jest w stanie podtrzymać rozwijające się na niej (hipotetycznie) życie. Oprogramowanie jest już w stanie:
- symulować nowo odkryte egzoplanety celem oceny ich potencjału w zakresie występowania płynnej wody powierzchniowej, która jest kluczowa dla istnienia życia znanego nam z Ziemi i wskazuje, że dany świat jest realnym celem w poszukiwaniach życia poza Ziemią,
- modelować bardzo różnorodne układy planetarne, niezależnie od ich zamieszkalności, aby można było lepiej poznać ich właściwości i historię,
- pomagać w dalszych poszukiwaniach życia we Wszechświecie.
Pierwsza wersja zawiera m.in. moduły uwzględniające wewnętrzną i magnetyczną ewolucję planet skalistych, ich klimatu, ucieczki atmosfery, występujących sił pływowych, ewolucji orbitalnej, efektów rotacji, ewolucji gwiazd macierzystych, a także planet krążących wokół gwiazd w układach podwójnych oraz zaburzeń grawitacyjnych zachodzących na skutek przechodzących w pobliżu innych gwiazd.
Program zaprojektowaliśmy tak, aby mógł on z czasem rosnąć. Inni badacze mogą pisać nowe moduły fizyczne, podłączać je i od razu rozpoczynać własne symulacje – mówi Barnes. VPLanet może być również wykorzystywany jako uzupełnienie bardziej wyrafinowanych narzędzi, takich jak algorytmy uczenia maszynowego.
Ważną częścią procesu modelowania jest tu walidacja – porównywanie modeli fizycznych z rzeczywistymi, wcześniej wykonanymi obserwacjami lub wcześniej już znanymi wynikami, aby potwierdzić, że wszystko działa poprawnie w miarę rozwoju systemu służącego do symulacji zjawisk fizycznych.
Chociaż poszukiwanie planet potencjalnie nadających się do zamieszkania ma kluczowe znaczenie z punktu widzenia przetrwania ludzkości, VPLanet może być też wykorzystywany do analizowania bardziej ogólnych kwestii dotyczących układów planetarnych. Obserwowane dziś planety mają miliardy lat. Nowe narzędzie pozwala nam teraz zapytać o to, w jaki dokładnie sposób różne właściwości układu planetarnego ewoluują w czasie.
Zidentyfikowaliśmy cały szereg procesów fizycznych, które mogą wpłynąć na zdolność planety do utrzymania życia i wody – mówi Barnes. Zaprezentował on już VPLanet i przedstawił samouczek na temat jego zastosowania podczas światowej konferencji astrobiologicznej AbSciCon19, która odbyła się w Seattle.
Swe badania naukowcy przeprowadzili także za pośrednictwem Virtual Planetary Laboratory, a kod źródłowy VPlanet jest dostępny online. Badania zostały sfinansowane z grantu Virtual Planetary Laboratory z NASA z Programu Astrobiologicznego, w ramach sieci koordynacyjnej badań Nexus for Exoplanet System Science (NExSS).
Czytaj więcej:
- Cały artykuł
- VPLanet: The Virtual Planet Simulator
- Oryginalna publikacja naukowa, Rory Barnes et al. (Solar and Stellar Astrophysics 2019).
Źródło: University of Washington
Opracowanie: Elżbieta Kuligowska
Na zdjęciu: Astrobiolog Rory Barnes i jego koledzy stworzyli VPLanet, pakiet oprogramowania do symulowania różnych aspektów ewolucji planet, z naciskiem na globy potencjalnie nadające się do zamieszkania. Źródło: PHL@UPR Arecibo/ESA/Hubble, NASA.
