science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Simulaties van planeetbotsingen geven aanwijzingen voor atmosferisch verlies door de oorsprong van de manen

Dwarsdoorsnede snapshots van 3D-simulaties van gigantische inslagen met 30 tot 100 miljoen deeltjes, gekleurd door hun materiaal of hun interne energie, gerelateerd aan hun temperatuur. Krediet:Jacob Kegerreis, Universiteit van Durham

De aarde zou tussen de tien en 60 procent van haar atmosfeer verloren kunnen hebben bij de botsing die de maan zou hebben gevormd.

Nieuw onderzoek onder leiding van Durham University, VK, laat zien hoe de mate van atmosferisch verlies afhangt van het type gigantische impact met de aarde.

Onderzoekers hebben meer dan 300 supercomputersimulaties uitgevoerd om de gevolgen te bestuderen die verschillende enorme botsingen hebben op rotsachtige planeten met een dunne atmosfeer.

Hun bevindingen hebben geleid tot de ontwikkeling van een nieuwe manier om het atmosferische verlies van een botsing over een breed scala van inslagen van rotsachtige planeten te voorspellen, die kan worden gebruikt door wetenschappers die de oorsprong van de maan of andere gigantische inslagen onderzoeken.

Ze ontdekten ook dat langzame gigantische inslagen tussen jonge planeten en massieve objecten een aanzienlijke atmosfeer aan een planeet kunnen toevoegen als het botslichaam ook veel atmosfeer heeft.

De bevindingen zijn gepubliceerd in de Astrofysische journaalbrieven .

Men denkt dat de maan ongeveer 4,5 miljard jaar geleden is gevormd na een botsing tussen de vroege aarde en een gigantisch botslichaam, mogelijk zo groot als Mars.

Onderzoekshoofdauteur Dr. Jacob Kegerreis, in het Instituut voor Computational Kosmologie, Durham-universiteit, zei:"De puzzel over hoe de maan werd gevormd en de andere gevolgen van een gigantische botsing met de vroege aarde is iets waar wetenschappers hard aan werken om te ontrafelen.

Dwarsdoorsnede-animatie van de vroege stadia van een 3D-simulatie van een frontale, langzame gigantische impact met 30 tot 100 miljoen deeltjes, gekleurd door zijn materiaal of zijn interne energie, gerelateerd aan zijn temperatuur. Krediet:Jacob Kegerreis, Universiteit van Durham.

"We hebben honderden verschillende scenario's uitgevoerd voor veel verschillende botsende planeten, met de verschillende effecten en effecten op de atmosfeer van een planeet, afhankelijk van een aantal factoren, zoals de hoek, impactsnelheid of de afmetingen van de planeten.

"Hoewel deze computersimulaties ons niet direct vertellen hoe de maan is ontstaan, de effecten op de atmosfeer van de aarde zouden kunnen worden gebruikt om de verschillende manieren waarop het is gevormd te beperken en ons dichter bij het begrip van de oorsprong van onze naaste hemelse buur te brengen."

Eerder dit jaar, een eerste studie door Durham University meldde dat gigantische inslagen die de late stadia van planeetvorming domineren, een breed scala aan gevolgen kunnen hebben voor jonge planeten en hun atmosferen.

Die studie onderzocht de manieren waarop dunne atmosferen kunnen worden verwijderd door objecten die onder verschillende hoeken en snelheden inslaan.

Het nieuwste artikel van de onderzoekers kijkt naar de effecten over een veel grotere verscheidenheid aan effecten, aangepast aan de grootte, massa, snelheid en hoek van het botsende object. Ze veranderden ook de dichtheid van het botslichaam en als het van ijzer was, steen of beide.

Dwarsdoorsnede-animatie van de vroege stadia van een 3D-simulatie van een begrazing, snelle gigantische impact met 30 tot 100 miljoen deeltjes, gekleurd door zijn materiaal of zijn interne energie, gerelateerd aan zijn temperatuur. Krediet:Jacob Kegerreis, Universiteit van Durham.

De simulaties onthulden de verschillende uitkomsten wanneer een of meer van deze variabelen worden gewijzigd, wat leidt tot atmosferisch verlies of winst, of soms de volledige vernietiging van de getroffen planeet.

Het onderzoeksteam omvatte ook wetenschappers van het BAERI/NASA Ames Research Center en de Universiteit van Washington, ONS., en de Universiteit van Glasgow, VK.

Co-auteur Dr. Luis Teodoro, aan de School voor Natuur- en Sterrenkunde, Universiteit van Glasgow, en het BAERI/NASA Ames Research Centre, zei:"Deze grote reeks planetaire simulaties werpt ook licht op de rol van inslagen in de evolutie van de aarde, zoals exoplaneten."