Sarah Stewart, en planetvidenskabsmand ved University of California, Davis, bruger instrumenter, der kan skabe kraftige chokbølger til at studere, hvordan planeter dannes.
(Billede: © Copyright John D. og Catherine T. MacArthur Foundation - brugt med tilladelse)
Det er ikke hver dag, du møder et bona fide geni - langt mindre bliver det.
Men det er nøjagtigt, hvad der skete med Sarah Stewart, en planetvidenskabsmand ved University of California, Davis, da hun blev en af MacArthur Foundation's 25 stipendiater for 2018, hvor hun vandt fem års finansiering på i alt $ 625.000 til brug, uanset hvor hun vælger. Stipendiet er berygtet blevet kaldt "det geniale tilskud", skønt fonden i sig selv ikke bruger udtrykket.
"Jeg sad, hvor jeg nu er ved mit skrivebord, og jeg laver normalt opkalds-ID-screening ting, men det var et Chicago-nummer, og jeg tænkte, 'Åh, Chicago, det er sjovt, så jeg henter telefonen , ”Fortalte Stewart til Space.com. [Hvordan månen dannede sig: 5 vilde månen teorier]
Efter at trioen i den anden ende identificerede sig med MacArthur Foundation, ”Jeg hørte bare ikke noget, der kom næste, fordi jeg gættede, at de kaldte om denne ting, og det var en fuldstændig overraskelse for mig, så jeg gik i chok , ”fortsatte hun. (De fortalte hende, at de er vant til det.)
Stewart's pris anerkender hendes omfattende forskning som planetvidenskabsmand, som hun sagde var inspireret af at læse science fiction-romaner og se "Star Trek" sammen med sin far. På college studerede hun inden for astrofysik og besluttede at fokusere på planetdannelse.
Men snarere end at vælge et bestemt problem at tackle, endte hun med at falde efter en teknik - chokkomprimeringseksperimenter, der bruger en stor luftkanon til at efterligne forhold under gigantiske kollisioner i rummet. "Jeg er en af disse forskere, der vandrer rundt i solsystemet," sagde Stewart. "Ingen vokser op med at tro, at de vil drive kanoner for at leve, så dette er en smule, ikke?"
Stewart har adgang til to kanoner, der måler 40 mm og 25 mm, på sin egen institution, og hun har udarbejdet måder til at få adgang til endnu højere-drevne faciliteter på Lawrence Livermore og Sandia National Laboratories (Begge faciliteter drives af det amerikanske energiministerium .) Disse maskiner er kraftige nok til at udsætte mineralprøver for utroligt voldsomme tryk - forhold så ekstreme som dem i hjertet af Jupiter - længe nok til, at forskere kan måle, hvad der sker inde.
Stødkomprimeringseksperimenter fungerer som en slags tidsmaskine, der fører Stewart og hendes kolleger tilbage for at se disse tidlige solsystembegivenheder lige ud fra laboratoriets komfort. Hendes bedst kendte forskning fokuserer på, hvad der skete under dannelsen af vores måne.
Eksperimenterne er kun lidt mindre stressende, end den indledende virkning kunne have været, sagde hun. "Af fyr af pistolen er højt drama," sagde Stewart. "Det er meget planlægning og forberedelse til et blitz af terror." Men når det blink går gnidningsløst, kan eksperimenterne producere nogle dybt spændende data - som de resultater, der førte Stewart og hendes kolleger til at gennemgå forskernes førende idé om, hvordan månen dannede sig.
Den nuværende førende udfordrer til at forklare månen antyder, at den brød af, da et Mars-legeme kolliderede med den tidlige jord. Men denne forklaring har et alvorligt hul i sig: Jorden og månen er kemisk næsten identiske, hvilket ikke kan redegøres for påvirkningen, medmindre to tilfældigt lignende kroppe kolliderer. [Månen: 10 overraskende månefakta]
"Alt, hvad alle antager om dette trin, er forkert," sagde Stewart, at hun og hendes daværende kandidatstuderende Simon Lock indså, da de kiggede på de første eksperimentresultater.
Stewarts kollisionsresultater peger på en forklaring, som pænt undgår dette problem: den gigantiske påvirkning fik ikke månen til at bryde ud. I stedet fik det begge genstande til at fordampe og hvirvle ind i et flygtigt, men kæmpe donutformet fænomen, holdet kaldte et synestia. Jorden og månen satte sig hver især ud af dette teoretiserede, men aldrig set legeme, identiske sammensætninger intakte.
”Det, vi indså, var, at Jorden ikke rigtig lignede en planet mere,” sagde Stewart. "Da vi først så dette og indså, at det ændrede, hvordan månen ville dannes, kaldte vi det den disk, der ikke ville falde ned."
Det tog fire år for forskerteamet at udarbejde fundene til et papir, de følte sig behagelige med at offentliggøre. Videnskabsfolk fortæller stadig play-by-play, som endte med Jorden og månen, og Stewart har ikke til hensigt at opgive den samtale på trods af hendes nylige fald.
"Jeg elsker mit dagjob, jeg vil ikke afslutte mit dagjob," sagde Stewart. Ud over at revne månens hemmeligheder har hun også andre spørgsmål, som hun ønsker at tackle, som at studere dele af Jordens mantel, der kan være uændret fra før den gigantiske påvirkning. Hun sammenlignede processen med at lave en marmorkage og efterlod hvirvler af den originale opskrift, der stadig kan studeres.
Men hun sagde, at stipendiatprisen vil give hende mere fleksibilitet til at være kreativ, inden for hendes forskning og videre. "Løftet er bare at gøre det nyt og spændende, og det er det," sagde Stewart. "Det er den ene streng, jeg lægger på den."
