Hit-and-run heist af vand fra jordbaserede planeter i det tidlige solsystem

En undersøgelse, der simulerer de sidste faser af terrestrisk planetdannelse, viser, at 'hit-and-run' møder spiller en væsentlig rolle for store protoplanets erhvervelse af vand, som dem, der voksede ind i Mars og Jorden. Resultaterne vil blive præsenteret af Christoph Burger på European Planetary Science Congress (EPSC) 2018 i Berlin.

For fire en halv milliard år siden, det indre solsystem var et kaotisk sted med omkring 50-100 protoplaneter i størrelse fra Månen til Mars, der var tilbøjelige til gigantiske kollisioner. Legemer, der dannede sig inden for det, der nu er Mars 'bane, indeholdt intet vand, da forholdene var for varme til flygtigt materiale, som vand eller metan, at kondensere. For at vand kan komme til de planeter, der udvikler sig, vand skulle leveres uden for denne region via en sekvens af kollisioner.

Burger og kolleger fra universitetet i Wien og Tübingen har brugt simuleringer i høj opløsning til at spore skæbne for vand og andre materialer gennem en række forskellige konsekvensscenarier. Resultaterne af kollisioner kan omfatte lig, der hænger sammen, materiale går tabt, eller omfordeles mellem de to objekter. Resultaterne afhænger af forskellige faktorer som hastighed og slagvinkel, forskellen i masse mellem legemerne og deres samlede masse.

"Vi fandt ud af, at 'hit-and-run' kollisioner, hvor stødet er off-center og kroppene har hastighed nok til at adskille igen efter mødet, er meget almindelige. I disse scenarier, titusinder af vand kan overføres mellem de kolliderende kroppe eller skubbes ud og tabes helt, "sagde Burger.

Den mindste af det kolliderende par modificeres ofte ned til kernen og fjernes effektivt for vand, mens den mere massive krop forbliver mere eller mindre uændret. Holdet fokuserer nu på, hvordan lange kæder af på hinanden følgende kollisioner påvirker udviklingen af ​​en disk af planetesimaler og protoplaneter.

"Nyere forskning viser, at kometer kun kan tegne sig for en lille brøkdel af de terrestriske planets vand. Disse kæmpe kollisioner tidligt i solsystemets historie må også være en vigtig kilde. Vores resultater tyder stærkt på, at vi skal spore vandet i begge overlevende efter hit-and-run-møder. Dette vil hjælpe os med at forudsige egenskaberne af planeter, der dannes som slutproduktet af en lang række på hinanden følgende kollisioner, "sagde Burger.