Planetkollisionssimuleringer giver fingerpeg om atmosfærisk tab fra månernes oprindelse

Jorden kunne have mistet et sted mellem ti og 60 procent af sin atmosfære i den kollision, der menes at have dannet Månen.

Ny forskning ledet af Durham University, Storbritannien, viser, hvordan omfanget af atmosfærisk tab afhænger af typen af ​​kæmpepåvirkning med Jorden.

Forskere kørte mere end 300 supercomputersimuleringer for at studere konsekvenserne, som forskellige enorme kollisioner har på klippeplaneter med tynde atmosfærer.

Deres resultater har ført til udviklingen af ​​en ny måde at forudsige det atmosfæriske tab fra enhver kollision på tværs af en bred vifte af klippeplanetpåvirkninger, som kunne bruges af videnskabsmænd, der undersøger Månens oprindelse eller andre gigantiske påvirkninger.

De fandt også ud af, at langsomme gigantiske påvirkninger mellem unge planeter og massive objekter kunne tilføje betydelig atmosfære til en planet, hvis stødlegemet også har en masse atmosfære.

Resultaterne er offentliggjort i Astrofysiske tidsskriftsbreve .

Månen menes at være dannet for omkring 4,5 milliarder år siden efter en kollision mellem den tidlige Jord og en gigantisk stødlegeme muligvis på størrelse med Mars.

Forskningsleder Dr. Jacob Kegerreis, i Institute for Computational Cosmology, Durham University, sagde:"Puslespillet om, hvordan Månen blev dannet, og de andre konsekvenser af en gigantisk kollision med den tidlige Jord er noget, som videnskabsmænd arbejder hårdt på at optrevle.

"Vi kørte hundredvis af forskellige scenarier for mange forskellige kolliderende planeter, viser de forskellige påvirkninger og virkninger på en planets atmosfære afhængigt af en række faktorer såsom vinklen, nedslagshastighed eller planeternes størrelse.

"Selvom disse computersimuleringer ikke direkte fortæller os, hvordan Månen opstod, virkningerne på Jordens atmosfære kunne bruges til at indsnævre de forskellige måder, den kunne være blevet dannet på og føre os tættere på at forstå oprindelsen af ​​vores nærmeste himmelske nabo."

Tidligere i år, en indledende undersøgelse fra Durham University rapporterede, at gigantiske påvirkninger, som dominerer de sene stadier af planetdannelsen, kan have en lang række konsekvenser for unge planeter og deres atmosfærer.

Denne undersøgelse undersøgte måder, hvorpå tynde atmosfærer kunne fjernes af genstande, der støder ind i forskellige vinkler og hastigheder.

Forskernes seneste papir ser på effekterne på tværs af en meget bredere række af påvirkninger, justeret for størrelse, masse, hastighed og vinkel på det stødende objekt. De ændrede også tætheden af ​​slaglegemet, og hvis det var lavet af jern, rock eller begge dele.

Simuleringerne afslørede de forskellige udfald, når en eller flere af disse variabler ændres, fører til atmosfærisk tab eller gevinst, eller nogle gange den fuldstændige udslettelse af den ramte planet.

Forskerholdet omfattede også forskere ved BAERI/NASA Ames Research Center og University of Washington, OS., og University of Glasgow, Storbritannien.

Medforfatter Dr. Luis Teodoro, på skolen for fysik og astronomi, University of Glasgow, og BAERI/NASA Ames Research Centre, sagde:"Denne store suite af planetariske simuleringer kaster også lys over betydningen af ​​nedslag i jordens udvikling som exoplaneter."