23 Juni, 2017 1:53 PM
Home » Astrofizika » Mogućnostima nikada kraja: Revolucija u planetarnoj nauci

Mogućnostima nikada kraja: Revolucija u planetarnoj nauci

Dr. Matija Ćuk poznato je ime u svijetu planetarnih nauka, ponajviše zbog svoje teorije o nastanku Mjeseca i starosti Saturnovih satelita

Od nastanka astronomije prošlo je više hiljada godina, a porijeklo tijela u Sunčevom sistemu ostala je velika nepoznanica čak i za vrhunske naučnike. Proteklih dana veliku pažnju svjetske naučne javnosti izazvao je rad o starosti Saturnovih satelita, objavljen u časopisu Astrophysical Journal. Glavni autor tog rada je Matija Ćuk – istraživač iz Srbije, zaposlen na jednom od najpoznatijih astronomskih instituta na svijetu SETI u Sjedinjenim Američkim Državama.

Iako spada u kategoriju mladih istraživača, dr. Matija Ćuk je poznato ime u svijetu planetarnih nauka, ponajviše zbog svoje teorije o nastanku Mjeseca. Zajedno sa Sarom Stjuart i još nekoliko kolega, trenutno radi na novoj verziji teorije nastanka Mjeseca od brzorotirajuće Zemlje: “Budući da je taj rad trenutno u recenziji za časopis Science, ne bih smio da ga diskutujem u medijima do objavljivanja, međutim obećavam veoma zanimljive detalje čim budu bili dozvoljeni za javnu diskusiju!”

Prije dvije godine Matija Ćuk dobio je prestižnu nagradu Harold C. Urej koju Američko astronomsko društvo dodjeljuje za izuzetan doprinos planetarnim naukama. Harold Urej je za otkriće deuterijuma dobio Nobelovu nagradu, a bio je i jedan od utemeljivača moderne planetarne nauke. Na ovaj način, Matija Ćuk postao je jedan od najuspješnijih naučnika iz Srbije u svijetu.

Nakratko možemo napraviti analogiju sa čuvenim filmom “The Endles Summer”, u kojem dvojica surfera putuju po svijetu tragajući za idealnim plimskim talasom – Dr. Matija Ćuk u svojim simulacijama “putuje” po Sunčevom sistemu i istražuje plimske talase, ukazujući da je njihovo pravilno razumjevanje od suštinskog značaja za porjeklo malih nebeskih tijela.

Tokom ovog “putovanja”, kako kaže, imao je sreće da su njegovi projekti prošli Nasinu selekciju: “Budući da planetarna nauka uživa značajnu finansijsku podršku od Nase, u ovom trenutku slobodan sam da se bavim istraživačkim radom, a to je nešto što najviše volim”.

O tome kako je izgledao akademski put od Beograda do SETI instituta, Matija Ćuk nastavlja skromno: “Moja karijera je slična mnogim drugim srpskim astronomima – kao dijete sam išao na predavanja na Kalemegdanu, poslije sam bio aktivan i u Istraživačkoj stanici Petnica, a astrofiziku sam studirao na Matematičkom fakultetu. Imao sam sreću da budem primljen na Kornel, gde sam završio postdiplomske studije i tamo sam počeo da se bavim nebeskom mehanikom.”

Ideja koja je uzburkala nauku

Matija Ćuk proučavao je na koji način su nastali sateliti oko bliskih planeta. “Počevši od 2001. godine, analize izotopa poput kiseonika i volframa sa Mjeseca, kako uzoraka koje su skupili astronauti tako i meteorita, pokazale su da su sastavi Zemljinog omotača i Mjeseca praktično isti”, poznati naučnik započinje priču o naučnoj ”pustolovini” po našem Sunčevom sistemu.

Međutim, aktuelna teorija nije podržavala takav scenario sve dok se nije pojavila ideja dr. Ćuka koja je prilično uzburkala standardnu planetarnu nauku. Uvođenjem orbitalnih parametara koje su dr. Ćuk i njegov tim dobili u “plimskom” scenariju, simulacije sudara Zemlje i drugog manjeg tijela su kao rezultat dobile savršeno poklapanje sa očekivanom količinom materijala.

“Analizirajući taj problem, 2012. godine profesorka Sara Stjuart sa Harvarda i ja smo predložili da je Zemlja tokom nastanka Mjeseca imala mnogo veći moment impulsa nego što Zemlja i Mjesec imaju danas. Mjesec je skoro sigurno nastao blizu Zemlje i plimske sile su tokom vremena usporavale njenu rotaciju pomjerajući Mjesec na svoju sadašnju veliku orbitu”, objašnjava dr. Ćuk i dodaje da je dr. Stjuart pokazala, analizirajući svoje simulacije u kojima je sudarala brzorotirajuću Zemlju i jednu manju planetu, da takav sudar može da lansira velike količine materijala u orbitu i omogući formiranje Mjeseca sa potpuno identičnim sastavom izotopa.

Nakon Mjeseca, dr. Ćuk posvećuje pažnju planeti Saturn. Za razliku od Zemlje, Saturn ima više od 60 satelita i čini vrlo kompleksan sistem. Dr. Ćuk pojašnjava koji sve efekti utiču na kretanje Saturnovih satelita i prstenova: “Osnovna dinamika satelita Zemlje i Saturna je ista, ali postoje razlike u detaljima. Glavni izvor promjena u oba sistema su plimske sile. U oba slučaja plimske sile unutar planeta usporavaju njihovu rotaciju i predaju momenat impulsa satelitima, dok plimske sile unutar satelita smanjuju izduženje svojih orbita.”

Kako kaže, suštinska razlika je što plime i osjeke u Zemljinim morima izazivaju mnogo više trenja nego plime u Saturnovoj unutrašnjosti i dodatno, Mjesec je mnogo veći u poređenju sa Zemljom nego li Saturnovi sateliti u poređenju sa Saturnom. Time je Mjesec drastično usporio Zemljinu rotaciju od nastanka sistema, dok je rotacija Saturna relativno konstantna.

U svom najnovijem radu bavio se istraživanjem rezonance između Saturnovih satelita i na osnovu toga je zaključio da je moguće da su znatno mlađi nego što se očekivalo. “Orbite svih Saturnovh satelita rastu pod uticajem plimskih sila. Povremeno će orbite dva satelita načiniti ono što zovemo ‘orbitalnom rezonancom’, u kojoj je njihov odnos prost razlomak poput 2/3 ili 3/4″, naglašava Ćuk i dodaje da su tada poremećaji orbita zbog interakcije veoma izraziti.

Uz pomoć preciznih simulacija, dr. Ćuk i njegov tim ispitali su nekoliko očekivanih rezonanci: “Došli smo do veoma interesantnog otkrića da se neke od njih zapravo nisu ni desile. To bi značilo da se sateliti kao što su Tetis, Diona i Rea nisu mnogo pomjerili od svog nastanka, navodeći nas na zaključak da su ili plimske sile unutar Saturna vrlo slabe, ili je sistem dosta mlad. Mi mislimo da je relativna mladost sistema mnogo realnije rješenje, jer je poznati satelit Encelad trenutno na orbiti koja je dugoročno održiva samo ako su plimske sile unutar Saturna dosta jake.”

Život na Enceladu

Saturnov satelit Encelad je dospio u žižu interesovanja posljednjih godina kao moguće mjesto za razvoj živih organizama, prije svega zbog detektovanog okeana slane vode ispod ledene površine ali i svoje geološke aktivnosti. Ukoliko se model koji dr. Ćuk predlaže pokaže tačnim, nameće se pitanje, kakve posljedice će to imati na traganje za životom na Enceladu?

“Za sada nismo do kraja sigurni. Proračuni nam govore da unutrašnji okean na Enceladu nije stariji od 100 miliona godina, a to je mnogo manje nego što je starost života na Zemlji. Međutim druga stvar postaje veoma važna u ovom slučaju – naša hipoteza pretpostavlja da je trenutni nivo zagrijavanja Encelada u dugotrajnoj ravnoteži, tako da je okean mogao da postoji bez prekida tokom više desetina miliona godina” kazao je Ćuk.

Kako naglašava, prethodne teorije su pretpostavljale nižu stopu zagrijvanja, sugerišući da se takav okean samo sporadično pojavljujuje u kratkom vremenskom intervalu: “U dilemi smo da li su sada šanse za postojanje života na Encelad veće ili manje. Svakako nas čekaju uzbudljiva otkrića na tom polju”.

Međutim, neka od budućih istraživanja mogla bi da daju odgovor na glavna pitanja kojima se dr. Ćuk bavio u svojim naučnim radovima o Saturnu? “Mene veoma interesuje kakve će posledice po Saturnove satelite, kojima sam se tokom svog rada bavio, imati istraživanja sprovedena na Plutonu i Haronu. U ovom trenutku glavno pitanje je porijklo tih malih tela koje su napravila kratere na njihovoj površini”, dodaje Ćuk.

Ako su u pitanju komete iz Kujperovog pojasa – oblast iza planete Neptun koja sadrži pregršt malih nebeskih tijela – situacija je nešto drugačija. “U tom slučaju sateliti moraju biti više milijardi godina stari i naša hipoteza ne može biti tačna. Međutim, ako su krateri posljedica sudara sa fragmentima satelita u orbiti oko Saturna, svi ti krateri mogu biti napravljeni za relativno kratko vrijeme i sistem može biti veoma mlad u odnosu na planetu”, objašnjava naš naučnik.

Prema njegovim riječima krateri na Plutonu i Haronu su najbolji indikator raspodjele kakva može da vlada u Kujperovom pojasu. “Nadam se da će idućih mjeseci eksperti moći da utvrde da li su i krateri na Saturnovim satelitima posljedica sudara sa kometama ili ne. Ako se ispostavi da komete nisu glavni izvor kratera, to bi bile sjajne vijesti za našu hipotezu”, s velikim uzbuđenjem objašnjava srpski naučnik.

b92.net


Check Also

Komercijalne operacije iz snova: Odobrena licenca za svemirski turizam

Američka privatna svemirska kompanija Virgin Galactic saopštila je da je od Federalne administracije za vazduhoplovstvo ...

Komentariši