Asteroide pommitades tugevalt kratritud kuupind. Pildikrediit: NASA Suurendamiseks kliki pildil
Embrüonaalsete planeetide kokkupõrked päikesesüsteemi kriitilisel perioodil kriitilisel perioodil võivad olla seotud planeetide, asteroidide ja meteoriitide mõnede varem seletamatute omadustega, kirjeldasid Californias Santa Cruzi ülikooli teadlased, kes kirjeldasid nende järeldused ajakirja Nature 12. jaanuari numbris.
Neli “maapealset” ehk kivist planeeti (Maa, Marss, Veenus ja Merkuur) on erineva suurusega planeedikehade vägivaldsete kokkupõrgete, mis kestis kümneid miljoneid aastaid, tulemus. Teadlased on neid sündmusi enamasti kaalunud uute materjalide tekkimise ja muude mõjude mõjul mõjutatud planeedil, samas kui löökkatsekehale on pööratud vähe tähelepanu. (Definitsiooni järgi on löökkatsekeha kahest kokkupõrkavast kehast väiksem.)
Kuid kui planeedid kokku põrkavad, ei kleepu nad alati kokku. Umbes poole aja pärast põrkub teisele planeedimõõdulisele kehale pihta hakkav planeedimõõduline löökkatsekeha ja neil löögi-käitamisega kokkupõrgetel on löökkatsekehale drastilised tagajärjed, ütles UCSC maateaduste dotsent ja programmi esimene autor Erik Asphaug. looduspaber.
"Lõpuks jõuavad planeedid, mis lahkuvad kuriteopaigalt väga erinevalt sisenemisest - nad võivad kaotada oma atmosfääri, kooriku, isegi vahevöö või nad võivad olla lõhutud väiksemate objektide perekonda," ütles Asphaug .
Ta ütles, et nende häiritud löökkatsekeste jäänuseid võib leida kogu asteroidi vööst ja meteoriitidest, mis on fragmendid teistest Maa peal maandunud planeedikehadest. Isegi Merkuuri planeet võis olla käega katsutav löökkatsekeha, mille suurem osa selle väliskihtidest oli ära riisunud, jättes sellele suhteliselt suure südamiku ning õhukese kooriku ja vahevöö, ütles Asphaug. See stsenaarium jääb siiski spekulatiivseks ja nõuab täiendavaid uuringuid, ütles ta.
Asfaug ja järeldoktor Craig Agnor kasutasid võimsaid arvuteid mitmesuguste stsenaariumide simulatsioonide käivitamiseks, alates karjatamiskohtadest kuni otsese tabamiseni võrreldava suurusega planeetide vahel. UCSC maateaduste professor Coauthor Quentin Williams analüüsis nende simulatsioonide tulemusi nende mõju põhjal allesjäänud objektide koostisele ja lõppseisundile.
Teadlased leidsid, et isegi lähedased kohtumised, kus kaks objekti tegelikult ei põrku, võivad väiksemat objekti tõsiselt mõjutada.
"Kui kaks massiivset objekti lähevad üksteise lähedale, põhjustavad gravitatsioonijõud dramaatilisi füüsikalisi muutusi - dekompresseerivad, sulavad, eemaldavad materjali ja isegi hävitavad väiksema objekti," ütles Williams. "Saate päikesesüsteemi objektidel teha palju füüsikat ja keemiat ilma neid isegi puudutamata."
Planeet avaldab enesegravitatsiooni kaudu endale tohutut survet, kuid lähedalt mööduva suurema objekti gravitatsiooniline tõmme võib põhjustada selle rõhu sademe languse. Selle survestamise tagajärjed võivad olla plahvatusohtlikud, ütles Williams.
"See on nagu maailma kõige gaseerituma joogi lahti võtmine," ütles ta. „Mis juhtub, kui planeet dekompresseerub 50 protsenti, ei saa me selles etapis eriti hästi aru, kuid see võib keemia ja füüsika kogu paigas nihutada, tekitades materjalide keerukuse, mis võib väga hästi kajastada heterogeensust näeme meteoriitides. ”
Maapealsete planeetide moodustumine on arvatavasti alanud õrna akretsiooni faasiga päikese ümber Päikese ümber gaasi ja tolmu. Embrüonaalsed planeedid kugistasid suure osa materjalist nende ümber, kuni sisemine Päikesesüsteem majutas umbes 100 Kuu suurust Marsi suurust planeeti, ütles Asphaug. Gravitatsiooniline vastasmõju üksteisega ja Jupiteriga viskas need protoplaneedid ringikujulistest orbiitidest välja, alustades hiiglaslike mõjude ajastut, mis kestis tõenäoliselt 30-50 miljonit aastat, ütles ta.
Teadlased on kasutanud arvuteid, et simuleerida maapealsete planeetide moodustumist sadadest väiksematest kehadest, kuid enamus neist simulatsioonidest on eeldanud, et kui planeedid kokku põrkavad, jäävad nad kinni, ütles Asphaug.
"Me oleme alati teadnud, et see on ligikaudne lähenemisviis, kuid tegelikult pole planeetide ühendamisel lihtne," ütles ta. "Meie arvutused näitavad, et nad peavad liikuma üsna aeglaselt ja lööma peaaegu pähe, et koguneda."
Planeedil on lihtne meelitada ja akrreerida palju väiksem objekt kui ta ise. Planeedisuuruste kehade vahel toimuvate hiiglaslike löökide korral on löökkatsekeha suurusega siiski võrreldav. Kui Marsi suurune löökkatsekeha tabab maapinna suurust sihtmärki, oleks löökkatsekeha kümnendik massist, kuid täielikult pool Maa läbimõõdust, ütles Asphaug.
“Kujutage ette, et kaks planeeti põrkuvad tüüpilise 45-kraadise lööginurga all, üks pool sama suur kui teine. Ligikaudu pool väiksemat planeeti ei ristu tegelikult suurema planeediga, samal ajal kui teine pool on oma jälgedes surnud, ”ütles Asphaug. „Nii et toimub tohutu pügamine ja siis on teil uskumatult võimsad loodejõud, mis tegutsevad lähestikku. See kombinatsioon tõmbab väiksema planeedi laiali isegi lahkudes, nii et kõige raskematel juhtudel kaotab löökkatsekeha suure osa oma vahevööst, atmosfäärist ja koorikust rääkimata. "
Agnori sõnul on kogu planeedi moodustumise probleem väga keerukas ning löögi- ja käitushaaval killustavate kokkupõrgete rolli lahti mõtestamine nõuab täiendavat uurimist. Uurides planeedi kokkupõrkeid löökkatsekeha vaatenurgast, tuvastasid UCSC teadlased füüsikalised mehhanismid, mis võivad selgitada asteroidide paljusid mõistatuslikke omadusi.
Kokkulepitud ja kokkupõrked võivad toota laia valikut erinevaid asteroide, ütles Williams. "Mõned asteroidid näevad välja nagu väikesed planeedid, pole eriti häiritud, ja spektri teises otsas on need, mis näevad kosmoses välja nagu rikaste rikaste koerte luud," ütles ta. „See on mehhanism, mis võib kooriku ja vahevöö moodustavast kivisest materjalist eemaldada erinevad kogused. Mis jääb järele, võib ulatuda lihtsalt rauarikkast südamikust kuni terve komplekti segudeni, millel on erinevad kogused silikaate. "
Üks asteroidivöö mõistatusi on asteroidide laialdase ülemaailmse sulamise tõendid. Löögisoojendus on ebaefektiivne, kuna see hoiab soojust kohapeal. Pole selge, mis võiks muuta asteroidi suureks sulaks plekiks, kuid surve all käitamisel kokkupõrke korral võib trikk selle teha, ütles Asphaug.
"Kui rõhk langeb kahekordseks, võite lihtsalt kuumaks minna millegi sula juurde," sõnas ta.
Rõhu alandamine võib ka vett keeta ja gaase eraldada, mis selgitaks, miks paljud diferentseerunud meteoriidid on tavaliselt veest ja muudest lenduvatest ainetest vabad. Neid ja muid kokkupõrkesse sattunud protsesse tuleks üksikasjalikumalt uurida, ütles Asphaug.
"See on uus planeetide evolutsiooni ja asteroidide moodustumise mehhanism ning soovitab palju huvitavaid stsenaariume, mis nõuavad edasist uurimist," ütles ta.
Algne allikas: NASA Astrobiology
