En el espacio, casi siempre hay polvo.La mayor parte de ese polvo es demasiado pequeño para verlo con un microscopio.Millones de finas partículas de polvo creadas por impactos de asteroides chocan con la atmósfera superior de la Tierra cada segundo.Cuando tocan la atmósfera, comienzan una compleja danza de plasma y energía que puede ser difícil de ver y comprender.
Al simular ese baile complejo, los científicos pueden entender exactamente lo que está sucediendo en la atmósfera superior.Pero hasta ahora la complejidad de la danza ha confundido los intentos de modelarla.Hasta ahora, un equipo de miembros deUniversidad John HopkinsYUniversidad de BostonUsamos una supercomputadora llamada Stampede2.Universidad de TexasPara modelar exactamente lo que sucede cuando un meteorito golpea el cielo nocturno.
Lo que les sucede puede ser difícil de ver a simple vista.Las partículas de polvo iluminan el cielo cuando se ven en el espectro del radar.Cuando una partícula golpea la atmósfera, se convierte en una sustancia brillante a través de un proceso llamado “ablación”.plasma, separa la electrónica de los enlaces atómicos y crea rayos de luz en el cielo que se pueden ver con telescopios de radar.
Luego, el telescopio puede rastrear de dónde vino la partícula y qué tan grande es, dependiendo de su velocidad, trayectoria y el tiempo que la luz está encendida.Además, el espectro real del propio plasma puede contener pistas sobre la composición de los propios meteoros.
Los puntos de datos contienen pistas sobre la composición y la dinámica de los propios meteoros y su atmósfera superior.Al reflejar las señales LIDAR de los meteoritos, los científicos pueden determinar la temperatura, la densidad y la velocidad del viento de la atmósfera superior.Además, pueden rastrear la dirección del viento observando el plasma volar. Incluso si duran sólo una fracción de segundo.
Pero todo esto es computacionalmente muy difícil y los científicos necesitan modelos con los que comparar para entender lo que están viendo.Ahí es donde surge una nueva investigación.Revista de investigación geofísica, este estudio utilizó la supercomputadora Stampede2 del Extreme Science and Engineering Discovery Environment (XSEDE) para modelar tres tipos de simulaciones aplicadas a un modelo de meteorito.
Estos modelos se centran esencialmente en las explosiones, que son notoriamente difíciles de modelar, especialmente para objetos heterogéneos como los meteoritos.Como con todos los problemas de ingeniería, el coautor de este artículo, el Dr. Meers Oppenheim trató de dividir esto en pasos más manejables.El primero de ellos fue modelar la dinámica molecular de la descomposición de los meteoritos.Es decir, una forma de modelar lo que le sucedería a un átomo planetario individual cuando se encontrara con una molécula de aire mientras viaja a más de 50 kilómetros por segundo.
Después del contacto inicial, la siguiente simulación se centra en lo que sucede junto a la molécula.En particular, queremos simular dónde volará cuando se plasma y a qué velocidad volará.Una tercera simulación utiliza una forma virtual de radar para estudiar el plasma y emular lo que se vería en un sistema de radar real.
Con estas tres simulaciones combinadas, cada una muy intensiva en computación, el Dr. Oppenheim y sus colegas tienen lo que creen que es un modelo de trabajo para la interacción de los meteoros con la atmósfera superior.Dichos modelos podrían permitir probar supuestos o suposiciones previamente indemostrables, lo que a su vez podría aumentar drásticamente nuestra comprensión de la física de la atmósfera superior.Independientemente de su conocimiento del proceso subyacente, los científicos continuarán prestando atención al polvo que se derrama en caso de que puedan ver algo que pasa a través de la etapa de bola de plasma.
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Imagen principal:
Mapeo de plasma de varios eventos de remoción en meteoritos.
Crédito: Sugar et al.