Simulações de colisões de planetas dão pistas sobre a perda atmosférica da origem da lua

Instantâneos de seções transversais de simulações 3D de impactos gigantes usando 30 a 100 milhões de partículas, coloridas por seu material ou por sua energia interna, relacionadas à sua temperatura. Crédito: Jacob Kegerreis, Durham University

A Terra poderia ter perdido algo entre dez e 60 por cento de sua atmosfera na colisão que se acredita ter formado a lua.

Uma nova pesquisa liderada pela Durham University, no Reino Unido, mostra como a extensão da perda atmosférica depende do tipo de impacto gigante com a Terra.

Os pesquisadores executaram mais de 300 simulações de supercomputador para estudar as consequências que diferentes colisões enormes têm em planetas rochosos com atmosferas delgadas.

Suas descobertas levaram ao desenvolvimento de uma nova maneira de prever a perda atmosférica de qualquer colisão em uma ampla gama de impactos de planetas rochosos que poderiam ser usados por cientistas que estão investigando as origens da Lua ou outros impactos gigantes.

Eles também descobriram que impactos gigantes lentos entre planetas jovens e objetos massivos podem adicionar atmosfera significativa a um planeta se o impactador também tiver muita atmosfera.

As descobertas foram publicadas no Astrophysical Journal Letters.

Acredita-se que a Lua se formou cerca de 4,5 bilhões de anos atrás, após uma colisão entre a Terra primitiva e um impactor gigante possivelmente do tamanho de Marte.

O principal autor da pesquisa, Dr. Jacob Kegerreis, do Institute for Computational Cosmology, Durham University, disse: “O quebra-cabeça sobre como a Lua se formou e as outras consequências de uma colisão gigante com a Terra primitiva é algo que os cientistas estão trabalhando duro para desvendar.

Animação transversal dos estágios iniciais de uma simulação 3D de um impacto gigante lento e frontal usando 30 a 100 milhões de partículas, coloridas por seu material ou sua energia interna, relacionada à sua temperatura. Crédito: Jacob Kegerreis, Durham University.

“Executamos centenas de cenários diferentes para muitos planetas em colisão diferentes, mostrando os impactos e efeitos variáveis na atmosfera de um planeta dependendo de uma série de fatores como o ângulo, velocidade do impacto ou o tamanho dos planetas.

“Embora essas simulações de computador não nos digam diretamente como a Lua surgiu, os efeitos na atmosfera da Terra podem ser usados para restringir as diferentes formas como ela pode ter sido formada e nos levar mais perto de compreender a origem do nosso planeta celestial mais próximo vizinho.”

No início deste ano, um estudo inicial da Durham University relatou que os impactos gigantes que dominam os estágios finais da formação do planeta podem ter uma ampla gama de consequências para os planetas jovens e suas atmosferas.

Esse estudo examinou as maneiras como as finas atmosferas podem ser removidas por objetos que impactam em diferentes ângulos e velocidades.

O artigo mais recente dos pesquisadores analisa os efeitos em uma variedade muito maior de impactos, ajustando para tamanho, massa, velocidade e ângulo do objeto impactante. Eles também mudaram a densidade do impactador e se ele era feito de ferro, rocha ou ambos.

Animação transversal dos estágios iniciais de uma simulação 3D de um impacto gigante rápido e rasante usando 30 a 100 milhões de partículas, coloridas por seu material ou sua energia interna, relacionada à sua temperatura. Crédito: Jacob Kegerreis, Durham University.

As simulações revelaram os diferentes resultados quando uma ou mais dessas variáveis são alteradas, levando a perda ou ganho atmosférico, ou às vezes a obliteração completa do planeta impactado.

A equipe de pesquisa também incluiu cientistas do BAERI / NASA Ames Research Center e da University of Washington, EUA, e da University of Glasgow, Reino Unido.

O co-autor, Dr. Luis Teodoro, da Escola de Física e Astronomia da Universidade de Glasgow e do BAERI / NASA Ames Research Center, disse: “Este grande conjunto de simulações planetárias também lança luz sobre o papel dos impactos na evolução da Terra como exoplanetas. ”


Publicado em 02/10/2020 09h53

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