动图欣赏:撞散那团初生的“行星”

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在今天的动图中,研究者们用玻璃、铅质和塑料的小球撞散了一团团颗粒。

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进行实验时,受到撞击的颗粒团正在一根1.5米长的真空玻璃管中自由下落。它身处真空,又处于失重状态——就像在太空中那样。这其实正是为了解太空中行星的诞生而进行的一个小型的模拟实验。行星的诞生也是从一团松散聚集的颗粒开始,但人们对这个过程细节的了解还非常少。

来自名古屋大学和布伦瑞克工业大学的研究者进行了这项模拟实验。进行实验的颗粒团块有两种,一种由软质的颗粒组成(细小粉尘聚集在一起形成的颗粒),另一种由硬质颗粒组成(1毫米直径的小玻璃珠)。这些颗粒被装进一个直径25mm的小“杯子”里,小杯子安置在玻璃管顶部。接下来,研究者非常快速地撤掉小杯子,杯子里的一团颗粒就开始自由下落。接着研究者就会让直径较大的小球与颗粒团块发生撞击,并用同样在自由下落的高速相机记录下撞击的过程。

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(这个图显示的是小玻璃珠的实验结果,开头的图是软颗粒的撞击结果)

这个模拟实验显示,在撞击过程中,硬颗粒和软颗粒组成的团块都表现出了相同的规律。在行星形成的早期,太空中的颗粒团块可能也会受到类似的撞击,如果模拟实验中的规律确实是通用的,那么人们研究行星诞生所用的物理模型也可以得到简化。

图片来自Wikipedia | NASA

图片来自Wikipedia | NASA

原论文:https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.121.208001

一个相关报道:https://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.121.208001

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