Sagen om den manglende kappe:Hvordan stødaffald kan være forsvundet fra solsystemet

I det tidlige solsystem, jordiske planeter som Merkur, Venus, Jorden og Mars menes at være dannet af planetesimaler, små tidlige planeter. Disse tidlige planeter voksede over tid, gennem kollisioner og fusioner, at gøre dem til den størrelse, de er i dag.

Materialet, der er frigivet fra disse voldsomme kollisioner, menes almindeligvis at være undsluppet og kredset om solen, bombardere de voksende planeter og ændre sammensætningen af ​​asteroidebæltet. Men asteroidebæltet lader ikke til at indeholde en registrering af dette nedslagsrester, hvilket er et mysterium, der har ramt astronomer og astrofysikere i årtier.

To forskere fra Arizona State University's School of Earth and Space Exploration, tidligere NewSpace Postdoc-stipendiat Travis Gabriel og doktorand Harrison Allen-Sutter, var nysgerrige på denne uoverensstemmelse og gik i gang med at lave avancerede computersimuleringer af kollisionerne, med overraskende resultater.

"De fleste forskere fokuserer på de direkte virkninger af påvirkninger, men naturen af ​​affaldet er blevet underudforsket, " sagde Allen-Sutter.

I stedet for at skabe stenaffald, simuleringerne viste, at store kollisioner mellem planeter fordamper klipperne til gas. I modsætning til fast og smeltet affald, denne gas slipper lettere ud af solsystemet, efterlader små spor af disse planet-smadre begivenheder.

Deres arbejde, som er blevet offentliggjort i Astrofysiske tidsskriftsbreve , giver en potentiel løsning på dette årtier gamle paradoks, døbt "Missing Mantle Problem" eller "Great Dunite Mangel."

"Det er for længst blevet forstået, at der kræves adskillige store kollisioner for at danne Merkur, Venus, Jorden, månen og måske Mars, sagde Gabriel, hvem er hovedefterforsker af dette projekt. "Men den enorme mængde af stødaffald, der forventes fra denne proces, er ikke observeret i asteroidebæltet, så det har altid været en paradoksal situation."

Deres resultater kan også hjælpe os til bedre at forstå, hvordan månen blev dannet, som menes at være født efter en kollision, der frigav affald i solsystemet.

"Efter at være dannet fra affald bundet til jorden, månen ville også være blevet bombarderet af det udstødte materiale, der kredser om solen i løbet af de første hundrede millioner år eller deromkring af månens eksistens, " sagde Gabriel. "Hvis dette affald var solidt, det kunne kompromittere eller stærkt påvirke månens tidlige dannelse, især hvis sammenstødet var voldsomt. Hvis materialet var i gasform, imidlertid, affaldet har måske slet ikke påvirket den tidlige måne."

Gabriel og Allen-Sutter håber at fortsætte denne forskningslinje for at lære mere om ikke kun vores egne planeter, men også den store befolkning af planeter, der er observeret uden for vores solsystem.

"Der er voksende beviser for, at visse teleskopobservationer direkte kan have afbildet kæmpe nedslagsrester omkring andre stjerner, " sagde Gabriel. "Da vi ikke kan gå tilbage i tiden for at observere kollisionerne i vores solsystem, disse astrofysiske observationer af andre verdener er et naturligt laboratorium for os at teste og udforske vores teori."