science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Het geval van de ontbrekende mantel:hoe inslagafval mogelijk uit het zonnestelsel is verdwenen

Puin van planeetvormende botsingen kan variëren van vaste materialen tot gassen. Het werk van Gabriel &Allen-Sutter (2021) suggereert dat grote botsingen voornamelijk uit gas bestaan, weinig sporen achterlatend in het huidige zonnestelsel. Krediet:NASA/JPL-Caltech

In het vroege zonnestelsel, terrestrische planeten zoals Mercurius, Venus, Men denkt dat de aarde en Mars zijn gevormd uit planetesimalen, kleine vroege planeten. Deze vroege planeten groeiden in de loop van de tijd, door botsingen en fusies, om ze de maat te maken die ze nu zijn.

Algemeen wordt aangenomen dat het materiaal dat vrijkomt bij deze gewelddadige botsingen is ontsnapt en rond de zon cirkelt. het bombarderen van de groeiende planeten en het veranderen van de samenstelling van de asteroïdengordel. Maar de asteroïdengordel lijkt geen verslag te bevatten van dit inslagpuin, dat is een mysterie dat astronomen en astrofysici al tientallen jaren bezighoudt.

Twee onderzoekers van de School of Earth and Space Exploration van de Arizona State University, voormalig NewSpace Postdoctoral Fellow Travis Gabriel en promovendus Harrison Allen-Sutter, waren nieuwsgierig naar deze discrepantie en begonnen met het maken van hoogwaardige computersimulaties van de botsingen, met verrassende resultaten.

"De meeste onderzoekers richten zich op de directe effecten van effecten, maar de aard van het puin is onvoldoende onderzocht, ' zei Allen-Sutter.

In plaats van rotsachtig puin te creëren, de simulaties toonden aan dat grote botsingen tussen planeten de rotsen verdampen tot gas. In tegenstelling tot vast en gesmolten puin, dit gas ontsnapt gemakkelijker uit het zonnestelsel, weinig sporen achterlatend van deze wereldschokkende gebeurtenissen.

Hun werk, die is gepubliceerd in de Astrofysische journaalbrieven , biedt een mogelijke oplossing voor deze decennia-oude paradox, ook wel het "Ontbrekende Mantelprobleem" of het "Grote Dunite-tekort" genoemd.

"Het is al lang bekend dat er talloze grote botsingen nodig zijn om Mercurius te vormen, Venus, Aarde, de maan en misschien Mars, " zei Gabriël, wie is de hoofdonderzoeker van dit project. "Maar de enorme hoeveelheid inslagpuin die van dit proces wordt verwacht, wordt niet waargenomen in de asteroïdengordel, dus het is altijd een paradoxale situatie geweest."

Hun resultaten kunnen ons ook helpen om beter te begrijpen hoe de maan werd gevormd, waarvan wordt gedacht dat het is geboren uit de nasleep van een botsing waarbij puin in het zonnestelsel is vrijgekomen.

"Na gevormd te zijn uit puin gebonden aan de aarde, de maan zou ook zijn gebombardeerd door het uitgestoten materiaal dat in de eerste honderd miljoen jaar van het bestaan ​​van de maan om de zon draait, "Zei Gabriel. "Als dit puin vast was, het kan de vroege vorming van de maan in gevaar brengen of sterk beïnvloeden, vooral als de botsing gewelddadig was. Als het materiaal in gasvorm was, echter, het puin heeft misschien helemaal geen invloed gehad op de vroege maan."

Gabriel en Allen-Sutter hopen deze onderzoekslijn voort te zetten om meer te leren over niet alleen onze eigen planeten, maar ook de grote populatie planeten die buiten ons zonnestelsel is waargenomen.

"Er zijn steeds meer aanwijzingen dat bepaalde telescoopwaarnemingen mogelijk rechtstreeks in beeld zijn gebracht van gigantische inslagresten rond andere sterren, Gabriel zei. "Omdat we niet terug in de tijd kunnen gaan om de botsingen in ons zonnestelsel te observeren, deze astrofysische waarnemingen van andere werelden zijn een natuurlijk laboratorium voor ons om onze theorie te testen en te onderzoeken."