Asteroitleri bombalayarak yoğun şekilde çatlamış bir ay yüzeyi. İmaj kredisi: NASA Ayrıntı için tıklayınız
Santa Cruz'daki California Üniversitesi'ndeki araştırmacılara göre, Güneş Sisteminin erken tarihinde kritik bir dönemde embriyonik gezegenler arasındaki çarpma ve kaçma çarpışmaları, gezegenlerin, asteroitlerin ve meteoritlerin daha önce açıklanamayan bazı özelliklerini açıklayabilir. bulguları Nature dergisinin 12 Ocak sayısında.
Dört “karasal” veya kayalık gezegen (Dünya, Mars, Venüs ve Merkür), on milyonlarca yıl süren, çeşitli boyutlardaki gezegen gövdeleri arasında şiddetli çarpışmaların başlangıç döneminin ürünleridir. Bilim adamları, bu olayları çoğunlukla, etkilenen gezegen üzerindeki yeni malzeme ve diğer etkiler birikmesi açısından düşünürken, çarpanlara çok az dikkat edildi. (Tanım olarak, çarpan iki çarpışan cisimden daha küçüktür.)
Ancak gezegenler çarpıştığında, her zaman birbirine yapışmazlar. UCSC'deki yer bilimleri profesörü ve ilk yazarı Erik Asphaug, yaklaşık yarım saatte, başka bir gezegen boyutunda cisme çarpan gezegen boyutunda bir çarpma fırlatacak ve bu vur-kaç çarpışmaların çarpışma için ciddi sonuçları olacağını söyledi. Doğa gazetesi.
Asphaug, “Suç mahallini içeri girdiklerinden çok farklı görünen gezegenlerle bitiriyorsunuz - atmosferlerini, kabuklarını, hatta mantolarını kaybedebilirler veya daha küçük nesnelerin bir ailesine ayrılabilirler” dedi. .
Bu bozulan çarpma tertibatlarının kalıntıları asteroit kuşağı boyunca ve Dünya'ya inen diğer gezegen cisimlerinin parçaları olan meteorlar arasında bulunabilir. Ashaug, Merkür gezegeni bile, dış katmanlarının çoğunun sıyrıldığı ve nispeten büyük bir çekirdek ve ince kabuk ve manto ile bıraktığı bir vur ve kaç çarpma etkisi olabilir. Ancak bu senaryo spekülatif olmaya devam ediyor ve ek çalışma gerektiriyor.
Asphaug ve doktora sonrası araştırmacı Craig Agnor, otlatma karşılaşmalarından karşılaştırılabilir boyutlardaki gezegenler arasındaki doğrudan isabetlere kadar çeşitli senaryoların simülasyonlarını çalıştırmak için güçlü bilgisayarlar kullandı. UCSC'de yer bilimleri profesörü olan Coauthor Quentin Williams, bu simülasyonların sonuçlarını, kalan nesnelerin bileşimi ve son durumu üzerindeki etkileri açısından analiz etti.
Araştırmacılar, iki nesnenin aslında çarpışmadığı yakın karşılaşmaların bile küçük nesneyi ciddi şekilde etkileyebileceğini buldular.
Williams, “İki büyük nesne birbirine yaklaştıkça, yerçekimi kuvvetleri dramatik fiziksel değişikliklere yol açar - açma, eritme, malzemeyi sıyırma ve hatta daha küçük nesneyi imha etme” dedi. “Güneş Sistemi'ndeki nesnelere dokunmadan bile çok fazla fizik ve kimya yapabilirsiniz.”
Bir gezegen, kendi kendine çekim yoluyla kendi üzerinde muazzam bir baskı uygular, ancak yaklaşan daha büyük bir nesnenin çekimsel çekilmesi, bu basıncın hızla düşmesine neden olabilir. Williams, bu basınçsızlığın etkilerinin patlayıcı olabileceğini söyledi.
“Dünyanın en karbonatlı içeceğini çıkarmak gibi” dedi. “Bir gezegen yüzde 50 oranında açığa çıktığında ne olur, bu aşamada çok iyi anlamadığımız bir şeydir, ancak kimya ve fiziği her yere kaydırabilir ve heterojenliği çok iyi açıklayabilecek bir malzeme karmaşıklığı üretebilir. meteorlarda görüyoruz. ”
Karasal gezegenlerin oluşumunun, Güneş çevresindeki gaz ve toz diskinde nazik bir birikme aşaması ile başladığı düşünülmektedir. Asphaug, embriyonik gezegenlerin iç Güneş Sistemi yaklaşık 100 Ay boyutunda Mars boyutlu gezegenlere ev sahipliği yapana kadar etraflarındaki malzemelerin çoğunu topladı. Birbirleriyle ve Jüpiter ile yerçekimi etkileşimlerinin daha sonra bu protoplanetleri dairesel yörüngelerinden fırlattığını ve muhtemelen 30 ila 50 milyon yıl süren devasa bir etki çağı başlattığını söyledi.
Bilim adamları, yüzlerce küçük cisimden karasal gezegenlerin oluşumunu simüle etmek için bilgisayarları kullandılar, ancak bu simülasyonların çoğu, gezegenler çarpıştığında yapıştıklarını varsaydılar.
“Bunun bir tahmin olduğunu her zaman biliyoruz, ancak gezegenlerin birleştirilmesi aslında kolay değil” dedi. “Hesaplamalarımız, oldukça yavaş hareket etmeleri ve sertleşmek için neredeyse kafa kafaya vurmaları gerektiğini gösteriyor.”
Bir gezegenin kendisinden çok daha küçük bir nesneyi çekmesi ve toplaması kolaydır. Bununla birlikte, gezegen boyutundaki cisimler arasındaki dev darbelerde, çarpma tertibatının boyutu hedefle karşılaştırılabilir niteliktedir. Asphaug, Mars boyutundaki bir çarpma tertibatının Dünya boyutundaki bir hedefi vurması durumunda çarpma tertibatının kütlenin onda biri, ancak Dünya çapının tam olarak yarısı olacağını söyledi.
“İki gezegenin, diğerinin yarısı kadar büyük, 45 derecelik bir çarpma açısıyla çarpıştığını hayal edin. Daha küçük gezegenin yaklaşık yarısı daha büyük gezegeni kesmiyor, diğer yarısı ise parçalarında ölü olarak duruyor ”dedi. “Yani muazzam bir kesme var ve sonra yakın mesafelerde hareket eden inanılmaz derecede güçlü gelgit kuvvetleri var. Kombinasyon, küçük gezegeni ayrılırken bile ayırmak için çalışıyor, bu nedenle en şiddetli durumda çarpma tertibatı, atmosferinden ve kabuğundan bahsetmemek için mantosunun büyük bir kısmını kaybediyor. ”
Agnor'a göre, tüm gezegen oluşumu sorunu oldukça karmaşıktır ve vur-kaç parçalanma çarpışmalarının oynadığı rolün çözülmesi daha fazla çalışma gerektirecektir. Bununla birlikte, gezegen çarpışmalarını çarpma tertibatı açısından inceleyerek, UCSC araştırmacıları asteroitlerin birçok şaşırtıcı özelliğini açıklayabilen fiziksel mekanizmalar belirlediler.
Vur ve kaç çarpışmalar çok çeşitli asteroitler üretebilir. “Bazı asteroitler çok rahatsız olmayan küçük gezegenlere benziyor ve spektrumun diğer ucunda uzayda demir açısından zengin köpek kemikleri gibi görünen gezegenler var” dedi. “Bu, kabuğu ve mantoyu oluşturan kayalık malzemenin farklı miktarlarını çıkarabilen bir mekanizmadır. Geride kalan sadece demir açısından zengin çekirdekten, farklı miktarlarda silikat içeren bir dizi karışıma kadar değişebilir. ”
Asteroit kuşağının bulmacalarından biri, asteroitlerin yaygın küresel erimesinin kanıtıdır. Darbe ısıtması verimsizdir, çünkü ısıyı yerel olarak biriktirir. Assteug, bir asteroitin büyük bir eriyik lekeye dönüşebileceği açık değil, ancak bir vur ve kaç çarpışmada basınçsızlaşmanın hile yapabileceğini söyledi.
“Basınç iki kat azalırsa, sadece sıcak olan bir şeyden erimiş bir şeye geçebilirsiniz” dedi.
Basınçsızlaştırma ayrıca suyu kaynatıp gazları serbest bırakabilir, bu da birçok farklı meteoritin neden su ve diğer uçucu maddelerden arınma eğiliminde olduğunu açıklar. Asphaug, isabet ve çarpışmalara karışan bu ve diğer süreçlerin daha ayrıntılı olarak incelenmesi gerektiğini söyledi.
“Gezegensel evrim ve asteroit oluşumu için yeni bir mekanizmadır ve daha fazla çalışma yapılmasını gerektiren birçok ilginç senaryo önermektedir” dedi.
Orijinal Kaynak: NASA Astrobiyoloji
