Jorge Salazar, Ostindəki Texas Universiteti

Stefani Baum tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriSaturnun buzlu peyki Enceladus kriyovolkanik geyerlər tərəfindən kosmosa buz kütləsini itirir və yeni TACC superkompüter simulyasiyaları buz kütləsi itkisinin təxminlərini yaxşılaşdırıb. Bu tapıntılar buzlu ayın səthinin altında olanları başa düşməkdə və gələcəkdə həyat ola biləcək robotik kəşfiyyatda kömək edir. Kredit: NASA

17-ci əsrdə astronomlar Christiaan Huygens və Giovanni Cassini teleskoplarını Saturnda məşq etdilər və heyrətamiz bir həqiqəti ortaya çıxardılar: planetin işıq zolaqları möhkəm əlavələr deyil, saysız-hesabsız iç-içə qövslərdən ibarət geniş, ayrı halqalar idi.

Əsrlər sonra NASA-nın Cassini-Huygens (Cassini) zondu Saturnun kəşfini daha da irəli apardı. 2005-ci ildən başlayaraq, elm adamlarının sistem haqqında anlayışını dəyişdirən möhtəşəm görüntülər axını geri göndərdi. Onun ən dramatik kəşfləri arasında Saturnun buzlu peyki Enceladusun üzərindəki uca qeyzerlər var idi ki, bu da kosmosa dağıntılar atdı və planeti əhatə edən zəif bir alt halqa buraxdı.

Texas Advanced Computing Center (TACC) tərəfindən Cassini kosmik zondunun məlumatlarına əsaslanan yeni superkompüter simulyasiyaları Enceladusun kosmosda itirdiyi buz kütləsinin təkmilləşdirilmiş təxminlərini tapdı. Bu tapıntılar buzlu ayın səthinin altında olanları başa düşməkdə və gələcəkdə həyat ola biləcək robotik kəşfiyyatda kömək edir.

Belçika Kral Kosmik Aeronomiya İnstitutunun baş elmi işçisi və UT Austin Aerokosmik Mühəndislik və Mühəndislik Mexanikası Departamentinin filialı olan Arnaud Mahieux, “Enceladusdan gələn kütləvi axın sürətləri elmi ədəbiyyatda tapdığınızdan 20 ilə 40% arasında aşağıdır ” dedi.DSMC Planet kodu ilə simulyasiya edilmiş kosmosun vakuumuna genişlənən simulyasiya edilmiş şleyf nümunəsi. Burada radial və şaquli istiqamətlərdə yalnız 1 dərəcə dilim təqdim olunur. Rənglər yerli su buxarının sıxlığına uyğundur. Rəqəmlər iki fərqli yüksəklik bölgəsi üçün verilmişdir. (Oxların metrdən kilometrə dəyişməsinə diqqət yetirin). Kredit: Arnaud Mahieux

Enceladus üçün superkompüterlər

Mahieux , Geofiziki Tədqiqatlar: Planetlər jurnalında dərc olunan Enceladusun hesablama tədqiqatının müvafiq müəllifidir . Burada o, həmkarları ilə birlikdə Enceladus səthindəki havalandırma dəlikləri tərəfindən atılan nəhəng su buxarı və buzlu hissəciklərin quruluşunu və davranışını başa düşməyi yaxşılaşdıran Birbaşa Simulyasiya Monte Karlo (DSMC) modellərini inkişaf etdirdi.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1751428779&adf=2612643799&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1759307440&rafmt=1&armr=3&plas=481x656_l%7C481x656_r&format=540×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-09-simulations-saturn-moon-enceladus-ice.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&aieuf=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTQwLjAuNzMzOS4yMDgiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxNDAuMC43MzM5LjIwOCJdLFsiTm90PUE_QnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjE0MC4wLjczMzkuMjA4Il1dLDBd&abgtt=6&dt=1759307440501&bpp=4&bdt=148&idt=26&shv=r20250929&mjsv=m202509240101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3De2af2bea6b3e2e90%3AT%3D1735548424%3ART%3D1759307324%3AS%3DALNI_MZIaWdAh-lthHlhpkWN2g6ZC7xT8A&gpic=UID%3D00000f8412a58936%3AT%3D1735548424%3ART%3D1759307324%3AS%3DALNI_MaJ_6ILTTPz6uEc3lU2rNf9ZPgQbA&eo_id_str=ID%3D87e2ccb6da8adec8%3AT%3D1751372215%3ART%3D1759307324%3AS%3DAA-AfjZUvMhCDRLD_DCppu51g7Xx&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=5248934374633&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=5&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=2239&biw=1521&bih=730&scr_x=0&scr_y=0&eid=95370627%2C95372358%2C31094909%2C95344787%2C95368093&oid=2&pvsid=2074733756613269&tmod=1799667998&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C816%2C1536%2C730&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=6&uci=a!6&btvi=1&fsb=1&dtd=114

Bu tədqiqat 2019-cu ildə dərc edilmiş və Mahieux tərəfindən başda olmaqla, ilk dəfə DSMC modellərindən ventilyasiya ölçüsü, su buxarının buz dənələrinə nisbəti, temperatur və çıxış sürəti kimi buzlu şleyfləri yaradan ilkin şərtləri əldə etmək üçün istifadə edən əvvəlki işlərə əsaslanır .

“DSMC simulyasiyaları çox bahalıdır” dedi Mahieux. “Biz 2015-ci ildə TACC superkompüterlərindən hesablama vaxtını o vaxtkı 48 saatdan indi bir neçə millisaniyəyə qədər azaltmaq üçün parametrlər əldə etmək üçün istifadə etdik.”

Riyazi parametrləşdirmələrdən istifadə edərək, tədqiqatçılar Enseladusun kriovolkanik şleyflərinin sıxlığını və sürətini hesabladılar, Cassini birbaşa onların arasından uçarkən topladığı məlumatlardan istifadə etdilər.

“Yeni araşdırmamızın əsas tapıntısı ondan ibarətdir ki, 100 kriovulkanik mənbə üçün biz kütlə axını sürətlərini və materialın çıxdığı temperatur kimi əvvəllər əldə olunmayan digər parametrləri məhdudlaşdıra bildik. Bu, Enceladusda baş verənləri anlamaqda irəliyə doğru böyük bir addımdır”, – Mahieux bildirib.

Enceladus yalnız 313 mil enində olan kiçik bir dünyadır və zəif cazibə qüvvəsi havalandırma deliklərindən püskürən buzlu reaktivləri saxlaya bilməz. Bu, bu DSMC modellərində düzgün şəkildə nəzərə alınır. Əvvəlki yanaşmalar fizika və qaz dinamikasında bizim DSMC modelimizdən daha az mürəkkəb idi. Enceladus kosmosa lava atan bir vulkana bənzəyir – ejektanın su buxarı və buz şleyfləri istisna olmaqla.

Simulyasiyalar şleyfdəki qazın mikro səviyyədə necə hərəkət etdiyini, hissəciklərin oyunda bir-birinə dəyən mərmər kimi hərəkət etdiyi, toqquşduğu və enerji mübadiləsi apardığını modelləşdirir. Bir neçə milyon molekul mikrosaniyəlik zaman addımlarında simulyasiya edilir və DSMC modelləri toqquşmalar arasında daha uzun səyahət vaxtı ilə əvvəlkindən daha aşağı, daha real təzyiqdə hesablamalar aparmağa imkan verir.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .

David Goldstein, UT Austin professoru və tədqiqatın həmmüəllifi, 2011-ci ildə Planet adlı DSMC kodunun hazırlanmasına rəhbərlik etmişdir. TACC Lonestar6 və Stampede3 superkompüterlərinə Goldstein ayırmalarını bütün 14 UT sistem institutunda tədqiqatçılara dəstək verən Texas Universiteti Araşdırma kiberinfrastruktur portalı vasitəsilə mükafatlandırıb.

“TACC sistemləri çox çeviklik təklif edən gözəl bir arxitekturaya malikdir” dedi Mahieux. “Əgər biz DSMC kodunu sadəcə noutbukda istifadə etsək, biz yalnız kiçik domenləri simulyasiya edə bilərik. TACC sayəsində biz Enceladusun səthindən 10 kilometr yüksəkliyə qədər simulyasiya edə bilərik, burada şleyflər kosmosa genişlənir.”

Saturn Yupiter, Uran və Neptun kimi buzlu peykləri olan digər planetləri birləşdirərək, astronomların Günəş sistemindəki “qar xətti” adlandırdıqlarının kənarında yaşayır.Saturnun “qartopu” peyki Enceladus səthinin altındakı maye suda həyat saxlaya bilər. Kredit: NASA

“Bu “böyük buz toplarının” altında maye su okeanı var” dedi Mahieux. “Yerdən başqa maye okeanı olan bir çox başqa dünya var. Enceladusdakı şleyflər yeraltı şəraitə pəncərə açır.”

NASA və Avropa Kosmik Agentliyi Enceladus’u yenidən ziyarət etmək üçün gələcək missiyaları planlaşdırır. Təkliflərə ayın səthinə enmə və aşağıda okeanı araşdırmaq üçün onun qabığında qazma işləri, kilometrlərlə buzun altında gizlənmiş həyat əlamətlərinin axtarışı daxildir. Enceladus şleyflərinin məzmununu başa düşmək və ölçmək bizə buzda qazmadan səthin altında baş verənləri ölçmək üçün bir yol verir.

“Superkompüterlər bizə 10 və ya 15 il əvvəl belə soruşmaq istəmədiyimiz suallara cavab verə bilər” dedi Mahieux. “Biz indi təbiətin etdiklərini simulyasiya etməyə daha çox yaxınlaşa bilərik.”

Daha çox məlumat: A. Mahieux et al, Enceladus Water Plume Modeling Use DSMC, Journal of Geophysical Research: Planets (2025). DOI: 10.1029/2025je009008

Jurnal məlumatı: Geofizika Tədqiqatları Jurnalı 

Ostindəki Texas Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir