science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Planeten maken in een raket

Deze video toont siliciumdioxide – ook wel silica genoemd – stofdeeltjes die gewichtloos in een vacuümkamer worden geschoten om hun groei te observeren, hoe ze met elkaar omgaan en bij elkaar blijven. De video is opgenomen tijdens een experiment met een drop-toren in de Zarm-toren in Duitsland en afgespeeld met vijf keer lagere snelheid. Drop tower-experimenten maken tot negen seconden microzwaartekracht mogelijk, maar het ICAPS-team achter dit experiment streeft naar meer met een klinkende raketsessie waarmee onderzoekers tot zes minuten van planeetvorming in volle gang kunnen zien. Het experiment heeft tot doel de groei van micrometergrote deeltjes - vergelijkbaar in grootte met talkpoeder - tot millimetergrote aggregaten te simuleren en het fysieke fenomeen van Brownse beweging te onderzoeken. Aangenomen wordt dat dit proces het belangrijkste mechanisme is van hoe "planeetembryo's" zich in het jonge zonnestelsel hebben ontwikkeld. Krediet:ICAPS-team

Hoe worden hemellichamen gemaakt? Naast filosofische vragen, onderzoekers nemen praktische stappen om de allereerste momenten te onderzoeken waarop planeten worden geboren - op een klinkende raket die volgende week vanuit Zweden wordt gelanceerd.

Astronomen concluderen dat planeten worden gevormd uit kosmisch stof en gas uit een interstellaire wolk rond een pasgeboren ster, maar precies hoe stofdeeltjes beginnen te assembleren tot grotere hemellichamen is nog steeds een mysterie.

Ga ver genoeg terug in de tijd en de aarde zal niet hebben bestaan, maar de vorming ervan moet ergens begonnen zijn, enige tijd. En deze allereerste samenklontering van stofdeeltjes in gewichtloosheid zal worden onderzocht in het ICAPS-experiment.

Onderzoekers zullen siliciumdioxide - ook wel silica genoemd - stofdeeltjes in een vacuümkamer schieten en hun groei observeren, hoe ze met elkaar omgaan en bij elkaar blijven.

"Het is een beetje zoals het organiseren van een feest waar je wilt dat mensen zich mengen en met elkaar omgaan, ", vergelijkt Astrid Orr van het SciSpacE-team van ESA. "We proberen de ideale omstandigheden te creëren voor de vorming van kleine groepen door de stijl van de kamer aan te passen, of het spelen van de juiste muziek - in dit geval passen we de omstandigheden in de experimentkamer aan, relatieve snelheid van de deeltjes en vooral de deeltjesconcentratie.

"Alsof je een sneeuwpop maakt, je hebt de juiste sneeuw nodig."

  • Het ICAPS-experiment is een 1,2 m lange module die de vacuümkamer herbergt, een injector van silicadeeltjes, en camera's om hun interactie te observeren. Het experiment is ‘gevlogen’ met veelbelovende resultaten in de ZARM drop tower in Bremen, Duitsland, maar wetenschappers willen het proces langer observeren. Drop tower-experimenten zorgen voor maximaal negen seconden microzwaartekracht, terwijl klinkende raketten onderzoekers in staat stellen om tot zes minuten planeetvorming in volle gang te bekijken. Krediet:Europees Ruimteagentschap

  • Deze video toont siliciumdioxide – ook wel silica genoemd – stofdeeltjes die gewichtloos in een vacuümkamer worden geschoten om hun groei te observeren, hoe ze met elkaar omgaan en bij elkaar blijven. De video is opgenomen tijdens een experiment met een drop-toren in de Zarm-toren in Duitsland en afgespeeld met tweemaal lagere snelheid. Krediet:ICAPS-team

  • Kiruna, Zweden, bij de Esrange-lanceringsfaciliteit voor de lancering van de Texus-56-raket, november 2019, met twee ESA-experimenten:ICAPS bekijkt hoe planeten worden gevormd uit stof en Perwaves onderzoekt een nieuw type vlam door metaalpoeder te verbranden zonder zwaartekracht. Krediet:ICAPS-team

  • Kiruna, Zweden, in de Esrange-lanceringsfaciliteit voor de lancering van de Texus-56-raket met twee ESA-experimenten:ICAPS bekijkt hoe planeten worden gevormd uit stof en Perwaves onderzoekt een nieuw type vlam door metaalpoeder te verbranden zonder zwaartekracht. Klinkende raketten lanceren experimenten naar de rand van de ruimte voordat ze terugvallen naar de aarde. Deze vluchten kunnen experimenten van 100 kg vervoeren tot een hoogte van 750 km met maximaal 13 minuten microzwaartekracht inbegrepen in het ticket. Zodra de raketmotoren zijn uitgeschakeld, de experimenten gaan in vrije val, hoewel ze op dit moment nog steeds naar boven gaan. Op de neerwaartse boog worden parachutes ingezet en neemt de zwaartekracht het weer over, het naar de grond laten zakken van de experimenten met botssnelheden van ongeveer 8 m/s. Krediet:ICAPS-team

  • Kiruna, Zweden, bij de Esrange-lanceringsfaciliteit voor de lancering van de Texus-56-raket, november 2019, met twee ESA-experimenten:ICAPS bekijkt hoe planeten worden gevormd uit stof en Perwaves onderzoekt een nieuw type vlam door metaalpoeder te verbranden zonder zwaartekracht. Krediet:ICAPS-team

Het ICAPS-experiment is een 1,2 m lange module die de vacuümkamer herbergt, een injector van silicadeeltjes, en camera's om hun interactie te observeren. Het experiment is "gevlogen" met veelbelovende resultaten in de ZARM-valtoren in Bremen, Duitsland, maar wetenschappers willen het proces langer observeren.

Drop tower-experimenten zorgen voor maximaal negen seconden microzwaartekracht, terwijl klinkende raketten onderzoekers in staat stellen om tot zes minuten planeetvorming in volle gang te bekijken.

Het experiment heeft tot doel de groei van deeltjes ter grootte van een micrometer - vergelijkbaar in grootte met talkpoeder - tot aggregaten van millimeters te simuleren en het fysieke fenomeen van Brownse beweging te onderzoeken. Dit proces wordt verondersteld het belangrijkste mechanisme te zijn van hoe "planeetembryo's" zich ontwikkelden in het jonge zonnestelsel.

"Als je stof ziet bewegen in het zonlicht, de tuimelende beweging van het kleine stof is gedeeltelijk te wijten aan de Brownse beweging." legt Astrid uit. "Het Brownse model beschrijft de beweging van deeltjes die in een gas of een vloeistof zijn gesuspendeerd, maar op aarde beïnvloedt de zwaartekracht ook de beweging en maakt het moeilijk om een ​​puur laboratoriummodel van Brownse beweging te maken."

Het ICAPS-experiment zal inzicht verschaffen in de zeer vroege stadia van planeetvorming. In de tussentijd, ESA's exoplaneetsatelliet Cheops - gepland voor lancering medio december - zal het eindresultaat van dit proces bestuderen:planeten buiten ons zonnestelsel die doorgaans rond andere sterren draaien en bekend staan ​​als exoplaneten.