Per Que Alguns Craters D Impacte Tenen Raigs
Quan es mira la Lluna plena a través de binoculars o un petit telescopi, una de les característiques més destacades de la superfície és el cràter Tycho. És una característica d’impacte d'uns 86 quilòmetres d'amplada, situat a prop de l'extrem sud del costat proper de la Lluna. És relativament jove (potser fa 100 milions d’anys) i els cràters frescos solen ser més brillants, cosa que fa que sigui fàcil de detectar.
Però no per això és tan destacat: és el raigs , la col·lecció de trets llargs i brillants que apunten radialment lluny del cràter. Tycho fa raigs de centenars de quilòmetres de longitud, alguns més de mil.
Els raigs es formen a partir de plomalls de material expulsats durant l’impacte, que després s’assenten a la superfície. Ara és el més curiós: sempre vaig pensar que la seva formació s’entenia bé. Vull dir, es tracta de característiques increïblement òbvies i ben documentades, no només a la Lluna, sinó a la majoria de mons muntats per cràters. Mercuri té raigs de cràter tant de temps el planeta sembla una síndria !
La Lluna plena: observeu els rajos que provenen de Tycho a la part inferior dreta. Crèdit: Fred Locklear (i oh, sí, feu clic a l'enllaç)
Així que em va sorprendre molt de saber-nos no saber com es formen. Si més no, fins fa poc. Un nou treball de recerca descriu com els impactes generen raigs , i és molt xulo. Encara millor: els científics van tenir la idea després de veure-ho Vídeos de YouTube d’alumnes d’institut que fan el clàssic fer cràters deixant caure roques en una caixa d’experiment de farina!
Sí, seriosament. Aquests experiments es fan a les aules i a les fires científiques de tot el món. Agafeu un marc de fusta d’algun metre d’amplada, aboqueu una capa de farina d’uns centímetres de profunditat i, a continuació, deixeu-hi caure roques des d’una alçada. L'impacte forma cràters, tal com s'esperava (de vegades es pot posar una capa de cacau en pols per mostrar què passa amb les coses sota la superfície).
Ho he fet jo mateix, moltes vegades. El que van observar els científics és que quan el professor reinicia l'experiment, allisen la farina per sobre . Sempre ho he fet jo mateix. I quan aquest és el cas, els impactes de crateres rarament deixen raigs.
Però quan els estudiants fan l’experiment, de vegades deixen la superfície desordenada ... i quan ho fan, és més probable que es formin raigs!
Vaja.
Així que els científics van anar al laboratori, recreant aquest experiment a un nivell més sofisticat . Van utilitzar boles de diferents mides per imitar els asteroides i van variar la textura de la superfície del lloc d’impacte. De vegades era suau i, de vegades, tenia ondulacions, ondulacions. I quan van fer això, l’impacte va provocar sistemes de rajos.
Tres moments d’un experiment de raigs de cràter: just abans de l’impacte (esquerra), just després de l’impacte (mig) i un moment més tard (dreta), quan els plomalls expulsats del cràter formaran rajos. Crèdit: Sabuwala et al.
No només això, van trobar una relació entre el nombre de raigs prominents generats i la mida de la bola en comparació amb la distància entre les ondulacions: el nombre de raigs creats en una escala d’impacte amb la mida de la bola dividida per la distància entre la ondulacions (el que anomenen longitud d’ona). Així, doncs, un gran impactador que toca terreny amb moltes ondulacions estretes produeix més raigs del que faria una bola més petita, o si aquella gran colpeja alguna cosa amb ondulacions més amples. Veure:
Tan. Guai.
Per tant, això funciona amb impactes de baixa velocitat, del tipus que podeu fer sobre una taula on realment deixeu caure roques sobre una superfície. Però, què passa amb els impactes de la hipervelocitat, més semblants a la vida real, quan un objecte es mou a una dotzena de quilòmetres per segon o més ràpid?
Van simular impactes així, i van trobar que encara funcionava. Com més gran sigui la relació entre l’impacte i les ondulacions, més raigs es produïren. Van trobar que la física és una mica complicada, però bàsicament les ondulacions centren l’ona de xoc generada per l’impacte, i és aquesta ona que accelera i expulsa els residus (anomenats ejectes). Sembla que al nombre de rajos no importa quina velocitat tenia l’impacte, només la seva mida.
També van descobrir que el material que forma els raigs no prové del cràter en si, sinó del material de la superfície al voltant de l’impacte, concretament d’un anell estret que l’envolta.
Diferents terrenys produeixen resultats diferents en impactes de formació de cràters. Fila superior, d’esquerra a dreta: experiments reals amb terreny suau i sense raigs, terreny accidentat i accidentat, terreny hexagonal espaiat regularment, igual amb espaiat més estret. Fila inferior: el mateix, però mitjançant una simulació informàtica d’impactes d’hipervelocitat. Crèdit: Sabuwala et al.
Una altra característica interessant d’aquesta idea és que si compten els raigs al voltant d’un cràter existent i mesuren acuradament la topografia de la zona que l’envolta, poden estimar la mida de l’impacte. Per a Tycho, estimen que l’asteroide que va esculpir aquell magnífic cràter tenia uns 7,3 quilòmetres de diàmetre, no gaire més petit que la que va tocar la Terra fa 66 milions d'anys i va acabar el període Cretaci, juntament amb el 75% de totes les espècies de la vida a la Terra.
Un mosaic de mercuri capturat per la sonda espacial MESSENGER el 2008, que mostra cràters d’impacte amb sistemes de raigs tremendament llargs. Crèdit: NASA / Laboratori de Física Aplicada de la Universitat Johns Hopkins / Carnegie Institution de Washington
He de dir que m'encanta tot això. Des de la forma en què van tenir la idea: veure vídeos dels estudiants. - Recrear l'esdeveniment, trobar el patró i després utilitzar-lo per obtenir la física i convertir-ho en una eina de mesura d'impacte ... tot és meravellós. I una gran història.
La Lluna plena es considera generalment irritant per als astrònoms observacionals: és tan brillant que renta objectes dèbils. I si us agrada observar la pròpia Lluna, quan està plena no hi ha ombres, de manera que característiques com les muntanyes i els cràters són més difícils de detectar.
Però, de fet, alguns cràters realment brillen quan la Lluna està plena, joves frescos i amb material més brillant a l’interior i al seu voltant, expulsats no prou grans per enfosquir-se a causa dels impactes de micrometites i la radiació solar. Tycho, Aristarc, Kepler, Copèrnic ... tantes d’aquestes literalment aconseguim el seu temps al Sol perquè ens meravellem sobre ells aquí a la Terra, mostrant els seus sistemes de raigs que arriben fins a la superfície.
I ara ja sabem per què.
