Egy erősen krátos holdfelület aszteroidák bombázásával. Kép jóváírása: NASA Kattintson a nagyításhoz
Az embrionális bolygók közötti ütközéses ütközések a Naprendszer korai történetének kritikus időszakában a bolygók, az aszteroidák és a meteoritok korábban megmagyarázhatatlan tulajdonságait magyarázhatták, a kaliforniai Santa Cruz-i Egyetem kutatói szerint megállapításaikat a Nature folyóirat január 12-i számában.
A négy „szárazföldi” vagy sziklás bolygó (Föld, Mars, Vénusz és Higany) egy tízmillió évig tartó kezdeti időszak, a különböző méretű bolygótestek közötti heves ütközések termékei. A tudósok ezeket az eseményeket elsősorban az új anyagok felhalmozódásának és egyéb hatásainak figyelembevételével vették figyelembe az érintett földön, miközben kevés figyelmet szenteltek az ütközésmérőnek. (Meghatározása szerint az ütközésmérő kisebb a két ütköző test közül.)
De amikor a bolygók összeütköznek, nem mindig állnak össze. Az idő kb. Felén egy másik bolygóméretű testet eltaláló bolygóméretű ütközésmérnök visszapattan, és ezeknek az ütközéseknek drasztikus következményei vannak az ütközőre - mondta Erik Asphaug, az UCSC földtudományi egyetemi docensének és az UCSC első szerzőjének. a Nature papírt.
"Olyan bolygókkal érkezik, amelyek elhagyják a bűncselekmény helyszínét, és nagyon különböznek egymástól, amikor beléptek - elveszíthetik légkörüket, kéregüket, akár a köpenyüket is, vagy szétrombolhatók kisebb tárgyak családjába" - mondta Asphaug .
Ezeknek a megszakadt ütközőknek a maradványai az aszteroida övben és a meteoritok között találhatók, amelyek más, a Földön landolt bolygótestek töredékei - mondta. Lehet, hogy még a Merkúr bolygó is ütött és futott ütközésmérő volt, amelynek külső rétegeinek nagy része eltávolodott, így viszonylag nagy maggal, vékony kéreggel és köpenygel maradt - mondta Asphaug. Ez a forgatókönyv azonban spekulatív marad, és további tanulmányokat igényel - mondta.
Aszfabug és posztdoktori kutató, Craig Agnor nagy teljesítményű számítógépeket használt a forgatókönyvek egy sorának szimulációjához, kezdve a legeltetés és a hasonló méretű bolygók közötti közvetlen találatokat. Coenthor Quentin Williams, az UCSC földtudományi professzora elemezte ezeknek a szimulációknak a eredményeit a fennmaradó tárgyak összetételére és végső állapotára gyakorolt hatásuk szempontjából.
A kutatók megállapították, hogy még a közeli találkozók is, amelyekben a két tárgy valójában nem ütköznek egymással, súlyosan érinthetik a kisebb tárgyat.
"Amint két hatalmas tárgy elhalad egymás mellett, a gravitációs erők drámai fizikai változásokat idéznek elő - az anyag összenyomása, megolvadása, az anyag eltávolítása és a kisebb tárgy elpusztítása" - mondta Williams. "Sok fizikát és kémiai munkát végezhet a Naprendszer tárgyain anélkül, hogy megérintené őket."
A bolygó óriási nyomást gyakorol önmagára az öngravitáció révén, de egy nagyobb objektum gravitációs húzása, amely közel halad el, okozhatja a nyomás csapadékos csökkenését. Ennek a nyomáscsökkentésnek robbanásszerű hatása lehet - mondta Williams.
"Olyan, mintha a világ legszénsavasabb italát eltávolítanánk" - mondta. „Ami történik, amikor egy bolygó 50% -kal dekompresszálódik, ebben a szakaszban nem értjük nagyon jól, de az egész helyben elmozdíthatja a kémiát és a fizikát, olyan összetett anyagokat állít elő, amelyek nagyon jól tudják figyelembe venni a heterogenitást. látunk a meteoritokban. ”
A földi bolygók kialakulását úgy gondolják, hogy a Nap körüli gáz- és portárcsán belüli enyhe kiürülés fázisával kezdődött. Az embrionális bolygók körülvették az anyag nagy részét, amíg a belső Naprendszer körülbelül 100 holdméretű Mars-méretű bolygónak szállt - mondta Asphaug. Az egymással és a Jupiterrel folytatott gravitációs kölcsönhatások ezeket a protoplanetokat kivetítették körkörös pályájukból, és elindították az óriási ütközések korszakát, amely valószínűleg 30-50 millió évig tartott.
A tudósok számítógépeket használtak a földi bolygók kialakulásának szimulálására több száz kisebb testből, ám ezeknek a szimulációknak a nagy része azt feltételezte, hogy amikor a bolygók összeütköznek, ragaszkodnak, mondta Asphaug.
"Mindig tudtuk, hogy ez egy közelítés, de valójában nem könnyű a bolygók egyesülése" - mondta. "Számításaink azt mutatják, hogy meglehetősen lassan kell mozogniuk, és szinte fejbe kell ütniük ahhoz, hogy beakadjanak."
A bolygó számára könnyű vonzani és elrendezni egy sokkal kisebb tárgyat, mint maga. A bolygóméretű testek közötti óriási ütéseknél azonban az ütközésmérő nagysága összehasonlítható a célponttal. Abban az esetben, ha egy Mars méretű ütközésmérő eléri a Föld méretű célpontot, az ütközésmérő tömegének egytized része lenne, de a Föld átmérőjének csaknem fele legyen - mondta Asphaug.
Képzelje el, hogy két bolygó ütközik egymásba, az egyik fele olyan nagy, mint a másik, tipikus 45 fokos ütközési szögben. A kisebb bolygó körülbelül a fele valójában nem keresztezi a nagyobb bolygót, míg a másik felét holtan hagyja nyomon - mondta Asphaug. „Tehát hatalmas nyírási folyamat folyik, és akkor hihetetlenül erőteljes árapály-erők vannak, amelyek közeli távolságban működnek. A kombináció úgy működik, hogy elválasztja a kisebb bolygót, még amikor távozik, így a legsúlyosabb esetekben az ütközésmérő elveszíti köpenyének nagy részét, nem is beszélve a légkörről és a kéregről. ”
Agnor szerint a bolygóképződés egész problémája rendkívül összetett, és a megütött ütközések által játszott szerep feltárása további tanulmányozást igényel. A bolygó-ütközéseknek az impaktor szempontjából történő vizsgálatával azonban az UCSC kutatói fizikai mechanizmusokat azonosítottak, amelyek megmagyarázhatják az aszteroidák sok rejtélyes tulajdonságát.
A futtatott ütközések sokféle különféle aszteroidát eredményezhetnek - mondta Williams. "Egyes aszteroidák kis bolygóknak tűnnek, nem nagyon zavartak, a spektrum másik végén pedig azok, amelyek vasban gazdag kutyacsontoknak tűnnek az űrben" - mondta. „Ez egy olyan mechanizmus, amely különféle mennyiségű sziklás anyagot képes eltávolítani, amely a kéreg és a köpeny alkotja. Ami elmaradt, a vasban gazdag magtól egész egész sor keverékig terjedhet, különféle mennyiségű szilikáttal. "
Az aszteroida öv egyik rejtvénye az aszteroidák globális elolvadásának bizonyítéka. Az ütésfűtés nem hatékony, mivel helyben hőt szolgáltat le. Nem világos, mi változtathat egy aszteroidát nagy olvadt blobbá, ám a nyomáscsökkentés ütközéses ütközésekkel megteheti a trükköt - mondta Asphaug.
"Ha a nyomás kétszeresére esik, akkor valami olyasmiról, ami pusztán forró, elolvadhat valami olvadtól" - mondta.
A nyomás csökkentése a vizet felforralhatja és gázokat szabadíthat fel, ami megmagyarázza, hogy sok differenciált meteorit mentes a víztől és más illékony anyagoktól. Ezeket és az ütközési ütközésekben részt vevő egyéb folyamatokat részletesebben kell tanulmányozni - mondta Asphaug.
"Ez egy új mechanizmus a bolygó evolúciójához és az aszteroidaképződéshez, és sok érdekes forgatókönyvet javasol, amelyek további tanulmányozást indokolnak" - mondta.
Eredeti forrás: NASA Astrobiology
