Astrobioloog Rory Barnes van de Universiteit van Washington heeft software gemaakt die meerdere aspecten van planetaire evolutie over miljarden jaren simuleert. met het oog op het vinden en bestuderen van potentieel bewoonbare werelden.

Barnes, een UW-assistent-professor astrobiologie, astronomie en datawetenschap, de eerste versie van VPlanet uitgebracht, zijn virtuele planeetsimulator, in augustus. Hij en zijn co-auteurs beschreven het in een paper dat werd geaccepteerd voor publicatie in de Proceedings van de Astronomical Society of the Pacific .

"Het verbindt verschillende fysieke processen op een coherente manier met elkaar, " hij zei, "zodat effecten of verschijnselen die optreden in een deel van een planetair systeem door het hele systeem worden gevolgd. En uiteindelijk is de hoop, natuurlijk, om te bepalen of een planeet in staat is om leven te ondersteunen of niet."

De missie van VPlanet is drieledig, Barnes en co-auteurs schrijven. De software kan:

• simuleer nieuw ontdekte exoplaneten om hun potentieel om vloeibaar oppervlaktewater te bezitten te beoordelen, wat een sleutel is tot leven op aarde en aangeeft dat de wereld een levensvatbaar doelwit is in de zoektocht naar leven buiten de aarde
• model diverse planetaire en sterrenstelsels, ongeacht potentiële bewoonbaarheid, om meer te weten te komen over hun eigenschappen en geschiedenis, en
• transparante en open wetenschap mogelijk maken die bijdraagt ​​aan de zoektocht naar leven in het heelal

De eerste versie bevat modules voor de interne en magnetische evolutie van terrestrische planeten, klimaat, atmosferische ontsnapping, getijdenkrachten, orbitale evolutie, roterende effecten, stellaire evolutie, planeten die om dubbelsterren draaien en de zwaartekrachtsverstoringen van passerende sterren.

Het is ontworpen voor gemakkelijke groei. Collega-onderzoekers kunnen nieuwe fysieke modules schrijven "en ze bijna direct aansluiten en afspelen, "Zei Barnes. VPlanet kan ook worden gebruikt als aanvulling op meer geavanceerde tools zoals algoritmen voor machine learning.

Een belangrijk onderdeel van het proces, hij zei, is validatie, of het controleren van natuurkundige modellen aan de hand van feitelijke eerdere waarnemingen of resultaten uit het verleden, om te bevestigen dat ze goed werken terwijl het systeem zich uitbreidt.

"Dan verbinden we in principe de modules in een centraal gebied in de code die alle leden van een planetair systeem voor zijn hele geschiedenis kan modelleren, ' zei Barnes.

En hoewel de zoektocht naar potentieel bewoonbare planeten van centraal belang is, VPlanet kan worden gebruikt voor meer algemene vragen over planetaire systemen.

"We observeren planeten vandaag, maar ze zijn miljarden jaren oud, " zei hij. Dit is een hulpmiddel waarmee we ons kunnen afvragen:'Hoe evolueren verschillende eigenschappen van een planetair systeem in de loop van de tijd?'"

De geschiedenis van het project gaat bijna een decennium terug tot een bijeenkomst van astronomen in Seattle genaamd "Revisiting the Habitable Zone", bijeengeroepen door Victoria Meadows, hoofdonderzoeker van het UW-gebaseerde Virtual Planetary Laboratory, met Barnes. De bewoonbare zone is de strook ruimte rond een ster die het mogelijk maakt om in een baan rond rotsachtige planeten gematigd genoeg te zijn om vloeibaar water aan hun oppervlak te hebben, het leven een kans geven.

Ze herkenden destijds Barnes zei, dat weten of een planeet zich binnen de bewoonbare zone van zijn ster bevindt, simpelweg niet genoeg informatie is:"Dus tijdens deze bijeenkomst hebben we een hele reeks fysieke processen geïdentificeerd die van invloed kunnen zijn op het vermogen van een planeet om water te ondersteunen en vast te houden."

Barnes besprak VPlanet en presenteerde een tutorial over het gebruik ervan op de recente AbSciCon19 wereldwijde astrobiologieconferentie, gehouden in Seattle.

Het onderzoek is gedaan via het Virtual Planetary Laboratory en de broncode is online beschikbaar.