UK 
EnglishТипова
Polski🪐 Формування Планет
Симулюйте динаміку акреційного диска та зіткнення планетезималей — спостерігайте, як пилові зерна злипаються в планети.
Про цю симуляцію
Цей симулятор виконує 2D N-тільну модель акреції ядра в протопланетному диску. Сотні точкових пилових зерен починають на майже кругових орбітах на відстані від 80 до 290 пікселів від центральної протозірки, кожне щокадру підштовхується оберненоквадратичним гравітаційним тяжінням, масштабованим густиною диска Σ, і лінійним, пропорційним швидкості газовим опором (F = −β·v), що повільно гасить орбітальну швидкість. Попарні перевірки відстані виявляють зіткнення: тіла, що зустрічаються нижче порогу швидкості злипання, зливаються непружно, зберігаючи імпульс і об'єднуючи масу (радіус масштабується як маса1/3, тобто стала об'ємна густина), тоді як швидші удари пружно відбиваються від нормалі зіткнення. Більші тіла мають більший поперечний переріз, тож нестримна акреція природно виникає, коли найбільші планетезималі найшвидше вбирають матеріал.
Що показано
Частинки кольорово закодовані за стадією зростання — червоний пил (<3 m₀), помаранчева галька (3–8 m₀), жовте каміння (8–20 m₀), зелені планетезималі (20–60 m₀) і сині протопланети (>60 m₀) — обертаються навколо світної протозірки всередині пунктирного кільця сніжної лінії на ~3 а.о. Панель живої статистики відстежує кількість тіл, найбільшу накопичену масу, час, що минув у симуляції в тис. років, і поточну кількість злиттів у міру того, як нестримна акреція проріджує популяцію до меншої кількості більших тіл.
Як користуватися
Оберіть Пресет диска (Щільний, Розріджений, За сніжною лінією, Внутрішня система), щоб завантажити узгоджений набір параметрів, або самостійно тягніть повзунки Кількість частинок N, Густина диска Σ, Швидкість злипання v_stick та Коефіцієнт опору β. Натисніть Пуск, щоб запустити фізичний цикл, регулюйте Швидкість для прискорення, перемикайте Показати сніжну лінію для довідкового кільця, і натисніть Скинути, щоб пересіяти новий диск.
Чи знали ви?
За сніжною лінією реальної Сонячної системи (~3 а.о.) вода та інші леткі речовини замерзають у лід, приблизно подвоюючи кількість твердого матеріалу, доступного для ядер. Саме ця додаткова крижана маса дозволила ядрам Юпітера й Сатурна вирости достатньо великими й достатньо швидко, щоб захопити свої товсті водень-гелієві оболонки до розсіювання газового диска — тоді як внутрішні, позбавлені льоду земні планети залишилися порівняно малими й кам'янистими.
Поширені запитання
Як працює гравітація в цій симуляції і яку роль відіграє густина диска Σ?
Кожна частинка відчуває оберненоквадратичне тяжіння до центральної протозірки, обчислене як grav = density × 800 / distance², тож повзунок густини диска Σ безпосередньо масштабує силу тяжіння, що відчуває кожне тіло. Σ також задає початкову майже кругову орбітальну швидкість кожної частинки в момент появи (speed = √(density × 20 / r)), тож щільніший диск і починає частинки рухатися швидше, і сильніше тягне їх усередину під час запуску.
Що визначає, чи злипаються два тіла при зіткненні, чи відскакують?
Коли радіуси двох тіл перекриваються, симулятор порівнює їхню відносну швидкість з повзунком Швидкість злипання v_stick. Нижче цього порогу вони зливаються непружно — нове тіло формується в їхній середньозваженій за масою позиції та швидкості, зберігаючи повний імпульс — і лічильник злиттів збільшується. На порозі або вище вони натомість зазнають стандартного пружного зіткнення, обмінюючись швидкістю вздовж лінії, що з'єднує їхні центри, без об'єднання маси.
Чому радіус тіла зростає як кубічний корінь з його маси?
Злиті тіла отримують новий радіус за формулою r = 2,5 × mass^(1/3), що є геометричним співвідношенням радіуса й маси для об'єкта зі сталою об'ємною густиною (об'єм, а отже й маса, масштабується кубом радіуса). Це утримує більші, злиті планетезималі візуально пропорційними, а не роздутими лінійно з кожним зіткненням, відповідаючи тому, як насправді масштабуються за розміром реальні тверді тіла подібного складу в міру накопичення маси.
Що відбувається з частинками, які закручуються всередину до зірки або вилітають за межі диска?
Після кожного фізичного кроку будь-яке тіло в межах 30 пікселів від протозірки (впало всередину) або за межами 340 пікселів (викинуте за зовнішній край диска) видаляється з симуляції. Це утримує кількість частинок від необмеженого дрейфу й наближено відтворює реальну втрату маси через акрецію на зірку або динамічне викидання із системи.
Що представляє пунктирне кільце сніжної лінії і чи змінює воно фізику?
Кільце, намальоване на радіусі 200 пікселів, — це суто візуальний маркер з підписом «Сніжна лінія ~3 а.о.», що вмикається чи вимикається кнопкою Показати сніжну лінію — саме воно не змінює обчислення гравітації, опору чи злипання жодної частинки. Фізичну ідею, яку воно представляє, натомість втілює окремий пресет За сніжною лінією, який завантажує вищу швидкість злипання й густину диска, наближено відтворюючи додатковий крижаний твердий матеріал, доступний за реальною лінією льоду.