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화요일, 6월 28, 2022

슈퍼컴퓨터로 분석한 대규모 행성 충돌 시 지구의 영향

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행성 충돌 시뮬레이션 분석

안녕하세요. 하이라이트입니다.

최근 영국 더럼대학교에서 주도한 연구에서는 3D 슈퍼 컴퓨터 시뮬레이션 바탕으로 지구 행성 충돌 시, 대기 손실의 규모를 밝히는 방법을 개발했습니다.

이 시뮬레이션에서는 대기층이 얇은 지구 행성이 다른 행성에게 어떻게 영향을 받느냐에 따라 결말이 어떻게 진행되는지 보여줍니다.

연구에 참여한 과학자들은 더럼의 Dirac 고성능 컴퓨터 시설의 일부인 COAMA 슈퍼컴퓨터를 사용하여, 지구와 유사한 행성이 다른 행성에 외부적, 거대한 영향에 대한 100여개 이상의 상세 시뮬레이션을 실시했습니다.

이 시뮬레이션에서는 행성 충돌 발생 시, 각각 경우에 따라 미치는 영향의 속도, 각도를 변경하며 실험을 진행했습니다.

행성 충돌

정면충돌과 고속충돌

연구진은 1억 개의 입자를 사용해, 유사한 물질과 온도, 내부 에너지를 색칠하여 정면과 고속 거대 충돌이 발생했을 때 어떠한 변화가 발생하는 3D시뮬레이션의 애니메이션을 만들었습니다.

연구에서는 달을 통해 방목 효과를 얻을 수 있다는 가정하에 진행되었으며, 직접적인 타격을 받았을 때보다 대기권 손실을 훨씬 덜 초래할 수 있다는 것을 발견했습니다.

다만, 정면충돌과 고속충돌은 훨씬 더 큰 손실을 초래했고, 몇몇 시뮬레이션에서는 행성의 지각 아래에 있는 맨틀의 일부와 함께 충돌하여 아예 대기를 없앨 수 있는 사항도 확인되었습니다.

과학자들은 이번 발견을 통해 지구와 태양계, 그리고 그 밖에 행성들의 진화에 있어 공통적인 중요한 사건이라며 오랜 세월 거대한 충돌로 무슨 일이 일어났는지에 대한 통찰력을 얻을 수 있다고 말했습니다.

행성 충돌

지구의 형성

45억년 전 초기의 지구는 화성만한 크기의 행성과 엄청난 충돌 이후 형성된 것으로 확인되고 있습니다.

그동안 이 격렬한 충돌이 지구의 초기 대기를 어떻게 변화시켰고, 얼마나 살아남았는지 알 수 없는 오리무중 상태였지만, 이번 시뮬레이션을 통해 큰 발견을 얻었다고 합니다.

과학자들은 이번 연구에서 “지구는 행성 충돌 시 비교적 운이 좋아, 시나리오에 따라 대기의 10~50%만 잃었다며, 운이 좋았다”고 설명했습니다.

행성 충돌

시뮬레이션을 통해
대기권 전체의 영향 분석

영국 더럼대 컴퓨터 우주론연구소 빈센트 에케 박사(Vincent Eke)는 “충돌 시뮬레이션을 통해 행성이 잃는 대기의 양을 분석할 수 있었다”며, 다른 대기권을 정밀 분석할 수 있어 더 정밀한 연구를 진행할 것이라고 밝혔습니다.

출처: 지상 행성에 대한 거대한 영향에 의한 대기권 침식

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