Przejdź do treści

VPLanet: wirtualny symulator ewolucji egzoplanet

VPLanet

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 zamieszkiwalności, 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. To 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. Wcześniej już zaprezentował 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 jest 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 lub NExSS.

 

Czytaj więcej:

 

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