Sarah Stewart, planetolog z University of California w Davis, używa instrumentów, które mogą wytwarzać silne fale uderzeniowe, aby zbadać, w jaki sposób powstają planety.
(Zdjęcie: © Copyright John D. i Catherine T. MacArthur Foundation - wykorzystano za zgodą)
Nie codziennie spotyka się geniusz bona fide - a tym bardziej stać się nim.
Ale dokładnie tak stało się z Sarah Stewart, planetologiem z University of California w Davis, kiedy została jedną z 25 stypendystek Fundacji MacArthur na 2018 rok, zdobywając pięć lat finansowania w łącznej wysokości 625 000 $, które można wykorzystać w dowolny sposób. Społeczność notorycznie została nazwana „genialnym grantem”, chociaż sama fundacja nie używa tego terminu.
„Siedziałem teraz przy biurku i zwykle sprawdzam tożsamość dzwoniącego, ale to był numer z Chicago i pomyślałem:„ Och, Chicago, to zabawne, więc podniosę słuchawkę , ”Stewart powiedział Space.com. [How the Moon Formed: 5 Wild Lunar Theories]
Po tym, jak trio z drugiej strony utożsamiło się z Fundacją MacArthur: „Po prostu nie usłyszałem nic, co nastąpiło później, ponieważ zgadywałem, że dzwonili w tej sprawie i było to dla mnie całkowitą niespodzianką, więc doznałem szoku ," ona kontynuowała. (Powiedzieli jej, że są do tego przyzwyczajeni).
Nagroda Stewart uznaje jej szeroko zakrojone badania jako planetologa, które, jak powiedziała, zainspirowały ją czytanie powieści science fiction i oglądanie „Star Trek” z ojcem. Na studiach studiowała astrofizykę i postanowiła skupić się na formowaniu planet.
Ale zamiast wybrać konkretny problem do rozwiązania, ostatecznie wpadła w technikę - eksperymenty z kompresją uderzeniową, które wykorzystują dużą armatę powietrzną do naśladowania warunków podczas gigantycznych zderzeń w kosmosie. „Jestem jednym z tych naukowców, którzy błąkają się po Układzie Słonecznym” - powiedział Stewart. „Nikt nie dorasta, myśląc, że utrzyma armaty, więc to trochę przypadek, prawda?”
Stewart ma dostęp do dwóch pistoletów, które mierzą 40 mm i 25 mm, we własnej instytucji, i opracowała sposoby dostępu do jeszcze mocniejszych urządzeń w Lawrence Livermore i Sandia National Laboratories (oba urządzenia są prowadzone przez Departament Energii USA .) Maszyny te są wystarczająco potężne, aby wystawić próbki minerałów na niezwykle gwałtowne ciśnienia - warunki tak ekstremalne jak te w sercu Jowisza - wystarczająco długo, aby naukowcy mogli zmierzyć, co dzieje się w środku.
Eksperymenty z kompresją uderzeniową działają jak rodzaj wehikułu czasu, przenosząc Stewarta i jej współpracowników z powrotem, aby obserwować wydarzenia z wczesnego Układu Słonecznego w zaciszu laboratorium. Jej najbardziej znane badania koncentrują się na tym, co wydarzyło się podczas formowania się naszego księżyca.
Powiedziała, że eksperymenty są tylko trochę mniej stresujące niż początkowy wpływ. „Strzelanie z pistoletu to wielki dramat” - powiedział Stewart. „To dużo planowania i przygotowań do mroku terroru”. Ale kiedy to mrugnięcie przebiega gładko, eksperymenty mogą dostarczyć bardzo intrygujących danych - takich jak wyniki, które doprowadziły Stewarta i jej współpracowników do przeglądu wiodącego pomysłu naukowców na temat tego, jak powstał księżyc.
Obecny wiodący pretendent do wyjaśnienia Księżyca sugeruje, że zerwał się, gdy ciało wielkości Marsa zderzyło się z wczesną Ziemią. Ale to wyjaśnienie ma poważną dziurę: Ziemia i Księżyc są chemicznie prawie identyczne, czego nie można wytłumaczyć uderzeniem, chyba że zderzą się dwa przypadkowo podobne ciała. [Księżyc: 10 zaskakujących faktów księżycowych]
„Wszystko, co wszyscy zakładają na tym etapie, jest złe”, Stewart powiedział, że ona i jej ówczesny student Simon Simon uświadomili sobie, patrząc na początkowe wyniki eksperymentu.
Wyniki kolizji Stewarta wskazują na wyjaśnienie, które starannie omija ten problem: gigantyczne uderzenie nie spowodowało oderwania się księżyca. Zamiast tego spowodowało, że oba obiekty wyparowały i zamieniły się w ulotne, ale gigantyczne zjawisko w kształcie pączka, zespół nazwał synestią. Ziemia i księżyc osiadły z tego teoretycznego, ale nigdy nie widzianego ciała, nienaruszone identyczne kompozycje.
„Uświadomiliśmy sobie, że Ziemia już tak naprawdę nie wygląda jak planeta” - powiedział Stewart. „Kiedy zobaczyliśmy to po raz pierwszy i zdaliśmy sobie sprawę, że zmieniło się to, jak uformuje się księżyc, nazwaliśmy go dyskiem, który nie spadnie”.
Zespół badawczy zajął cztery lata, aby opracować wyniki w formie publikacji, którą wydawało się wygodnym. Naukowcy wciąż wymyślają zabawę, która zakończyła się Ziemią i Księżycem, a Stewart nie zamierza porzucić tej rozmowy pomimo jej niedawnej gratyfikacji.
„Uwielbiam moją codzienną pracę, nie zamierzam rezygnować z pracy dziennej” - powiedział Stewart. Oprócz łamania tajemnic księżyca, ma ona również inne pytania, na które chce się zmierzyć, takie jak badanie części płaszcza Ziemi, które mogą pozostać niezmienione przed wielkim zderzeniem. Porównała ten proces do robienia marmurkowego ciasta, pozostawiając zawirowania oryginalnej receptury, którą wciąż można badać.
Powiedziała jednak, że nagroda stypendialna zapewni jej większą elastyczność w zakresie kreatywności w ramach badań i nie tylko. „Obietnica polega na tym, aby uczynić ją nową i ekscytującą i to wszystko” - powiedział Stewart. „To jedyny ciąg, który na niego nakładam”.
