Når verdener kolliderer:Studerer nedslagskratere for at afdække solsystemets hemmeligheder

Mens konstanterne for mennesker kan være død og skatter, er konstanterne for planeter tyngdekraft og kollisioner.

Brandon Johnson studerer sidstnævnte ved at bruge oplysninger om nedslag til at forstå historien og sammensætningen af ​​planeter, måner, asteroider og meteoritter i hele solsystemet.

"Slagkrater er den mest allestedsnærværende overfladeproces, der former planetariske legemer," sagde Johnson. "Kratere findes på næsten alle faste legemer, vi nogensinde har set. De er en væsentlig drivkraft for forandring i planetariske legemer. De driver udviklingen af ​​planetariske skorper. Alle planeter og asteroider blev bygget ud fra en række nedslag. At studere nedslag kan hjælpe os med at bestemme sammensætningen og strukturen af ​​planeter."

Som lektor i Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences i Purdue University's College of Science har Johnson studeret næsten alle større planetariske legeme i solsystemet. Og tidsskalaen for hans forskning spænder fra relativt nylige påvirkninger til næsten begyndelsen af ​​selve solsystemet.

Indsamling af spor om kollisioner hjælper Johnson med at rekonstruere det miljø, hvor kollisionerne fandt sted, og giver dyb indsigt i, hvordan og hvornår kroppe blev dannet. Hans forskning hjælper mennesker med at udforske de planetariske kroppe i solsystemet med kun fysik, matematik og en computer. Rummissioner og laboratorieanalyser giver en konstant forsyning af nye data og spørgsmål at arbejde med.

"De fleste meteoritter indeholder kondruler - små, tidligere smeltede partikler," sagde Johnson. "I bund og grund kan vi ved at studere dannelsen af ​​kondruler ved påvirkninger bedre forstå, hvad der foregik i det spirende solsystem. For eksempel var vi på baggrund af et påvirkning i stand til at fastslå, at Jupiter allerede var dannet lige omkring 5 millioner år efter de første faste stoffer i solsystemet, som ændrer tidslinjen for vores forståelse af solsystemet."

Johnson og hans laboratoriepersonale inkorporerer kendte faktorer om planetariske legemers sammensætning og fysik i komplekse computermodeller, kører modellerne gennem en række forhold og sammenligner resultaterne med observerede fænomener. Analyse af bevægelser og kollisioner kan give indsigt i sammensætningen af ​​asteroider og meteoritter, hvilket hjælper videnskabsmænd med at forstå, hvordan elementer som vand og metal fordeles gennem et solsystem. Ved at studere nedslagskratere og bassiner på steder som Pluto, Venus og iskolde måner og mekanikken i andre processer, der forekommer på Europa og asteroider som Psyche, kan hans team forstå mere om deres indre; om de for eksempel har smeltede kerner og pladetektonik, eller om de har flydende oceaner.

Hans arbejde spænder ikke kun over solsystemet. Han studerer også påvirkninger tættere på hjemmet, herunder på Jordens egen måne og jordiske påvirkninger, der kan have påvirket den måde, Jordens skorpe, atmosfære og biosfære udviklede sig på.

Et online-påvirkningsberegnerværktøj udviklet af afdøde Jay Melosh, Johnsons mentor og tidligere fremtrædende professor i jord-, atmosfære- og planetariske videnskaber, giver enhver mulighed for at studere påvirkningen af ​​forskellige klipper i Jorden. Johnson og hans team genopbygger værktøjet til en ny generation af planetariske studerende.

Forskningen blev offentliggjort i Icarus .