gov-civil-vilareal.pt¿Por qué algunos cráteres de impacto tienen rayos?
>Cuando miras la Luna llena a través de binoculares o un pequeño telescopio, una de las características más destacadas de la superficie es el cráter Tycho. Es una característica de impacto de unos 86 kilómetros de ancho, situado cerca del borde sur del lado cercano de la Luna. Es relativamente joven, tal vez 100 millones de años, y los cráteres frescos tienden a ser más brillantes, lo que facilita su detección.
Pero no es por eso que es tan prominente: es el rayos , la colección de características largas y brillantes que apuntan radialmente en dirección opuesta al cráter. Tycho deportes rayos de cientos de kilómetros de largo, algunos de más de mil.
Los rayos se forman a partir de columnas de material expulsado durante el impacto, que luego se depositan en la superficie. Ahora, aquí está lo curioso: siempre pensé que su formación se entendía bien. Quiero decir, estas son características increíblemente obvias y bien documentadas, no solo en la Luna sino en la mayoría de los mundos plagados de cráteres. Mercurio tiene rayos de cráter durante tanto tiempo el planeta parece una sandía !
La luna llena: observe los rayos provenientes de Tycho en la parte inferior derecha. Crédito: Fred Locklear (y oh, sí, haz clic en ese enlace)
Así que me sorprendió mucho saber que no saber cómo se forman. Al menos, no hasta hace poco. Un nuevo artículo de investigación describe cómo los impactos generan rayos y es muy bueno. Aún mejor: los científicos tuvieron la idea después de ver Videos de Youtube de estudiantes de secundaria que hacen el clásico experimento de hacer cráteres arrojando piedras en una caja de harina.
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Sí, en serio. Estos experimentos se realizan en aulas y ferias científicas de todo el mundo. Se toma un marco de madera de algún tipo, tal vez de un metro de ancho, se vierte una capa de harina de unos centímetros de profundidad y luego se arrojan piedras sobre él desde una altura. El impacto forma cráteres, tal como cabría esperar (a veces también puede poner una capa de cacao en polvo para mostrar lo que sucede con las cosas debajo de la superficie).
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Yo mismo he hecho esto muchas veces. Lo que los científicos notaron es que cuando el maestro reinicia el experimento, alisan la harina por encima . Siempre lo he hecho yo mismo. Y cuando ese es el caso, los impactos de cráteres rara vez dejan rayos.
Pero cuando los estudiantes hacen el experimento, a veces dejan la superficie desordenada ... y cuando lo hacen, ¡Es más probable que se formen rayos!
¡Vaya!
Entonces los científicos llevaron al laboratorio, recreando este experimento en un nivel más sofisticado . Utilizaron bolas de diferentes tamaños para imitar asteroides y variaron la textura de la superficie del lugar del impacto. A veces era suave y, a veces, tenía ondulaciones, ondas. Y cuando hicieron eso, el impacto creó sistemas de rayos.
Tres momentos de un experimento de rayos de cráter: Justo antes del impacto (izquierda), justo después del impacto (centro) y un momento después (derecha) cuando las columnas expulsadas del cráter formarán rayos. Crédito: Sabuwala et al.
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No solo eso, encontraron una relación entre la cantidad de rayos prominentes generados y el tamaño de la pelota en comparación con la distancia entre las ondas: la cantidad de rayos creados en un impacto se escala con el tamaño de la pelota dividido por la distancia entre las ondas. ondas (lo que ellos llaman la longitud de onda). Entonces, un gran impactador que golpea un terreno con muchas ondulaciones estrechas produce más rayos que una bola más pequeña, o si la grande golpea algo con ondulaciones más amplias. Reloj:
Entonces. Frio.
Entonces esto funciona con impactos de baja velocidad, del tipo que puede hacer sobre una mesa donde realmente está dejando caer rocas sobre una superficie. Pero, ¿qué pasa con los impactos de hipervelocidad, más como en la vida real, cuando un objeto se mueve a una docena de kilómetros por segundo o más rápido?
Simularon impactos como ese, ¡y descubrieron que aún funcionaba! Cuanto mayor era la relación entre el impactador y las ondulaciones, más rayos se producían. Descubrieron que la física es un poco complicada, pero básicamente las ondulaciones enfocan la onda de choque generada por el impacto, y es esa onda la que acelera y arroja los escombros (llamada eyección). A la cantidad de rayos no parece importarle la velocidad del impactador, solo su tamaño.
También encontraron que el material que forma los rayos no proviene del cráter en sí, sino del material en la superficie alrededor del impactador, específicamente de un anillo estrecho a su alrededor.
Diferentes terrenos producen diferentes resultados en impactos que forman cráteres. Fila superior, de izquierda a derecha: experimentos reales con terreno suave y sin rayos, terreno aleatorio con baches, terreno hexagonal regularmente espaciado, lo mismo con espaciado más estrecho. Fila inferior: Igual, pero usando una simulación por computadora de impactos a hipervelocidad. Crédito: Sabuwala et al.
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Otra característica interesante de esta idea es que si cuentan los rayos alrededor de un cráter existente y miden cuidadosamente la topografía del área que lo rodea, pueden estimar el tamaño del impactador. Para Tycho, estiman que el asteroide que excavó ese hermoso cráter tenía unos 7,3 kilómetros de ancho, no mucho más pequeño. que el que golpeó la Tierra hace 66 millones de años y puso fin al período Cretácico, junto con el 75% de todas las especies de vida en la Tierra.
Un mosaico de Mercurio tomado por la nave espacial MESSENGER en 2008, que muestra cráteres de impacto con sistemas de rayos tremendamente largos. Crédito: NASA / Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins / Institución Carnegie de Washington
Tengo que decir que me encanta todo sobre esto. Por la forma en que se les ocurrió la idea: ¡ver videos de estudiantes! - a recrear el evento, a encontrar el patrón, y luego usarlo para obtener la física y convertir esto en una herramienta de medición de impacto… todo es maravilloso. Y una gran historia.
La Luna llena generalmente se considera irritante para los astrónomos de observación: es tan brillante que elimina los objetos débiles. Y si te gusta observar la Luna en sí, cuando está llena no hay sombras, por lo que elementos como montañas y cráteres son más difíciles de detectar.
Pero, de hecho, algunos cráteres realmente brillan cuando la Luna está llena, cráteres jóvenes frescos con material más brillante dentro y alrededor de ellos, eyecciones que no tienen la edad suficiente para oscurecerse debido a los impactos de micrometeritos y la radiación solar. Tycho, Aristarchus, Kepler, Copernicus ... tantos de estos literalmente, tienen su tiempo en el Sol para que podamos maravillarnos con ellos aquí en la Tierra, mostrando sus sistemas de rayos que llegan tan lejos a través de la superficie.
Y ahora finalmente sabemos por qué.
