gov-civil-vilareal.ptWaarom hebben sommige inslagkraters stralen?
>Als je door een verrekijker of een kleine telescoop naar de volle maan kijkt, is een van de meest opvallende kenmerken op het oppervlak de krater Tycho. Het is een impactfunctie ongeveer 86 kilometer breed, gelegen nabij de zuidelijke rand van de nabije zijde van de Maan. Het is relatief jong - misschien 100 miljoen jaar oud - en verse kraters zijn meestal helderder, waardoor het gemakkelijk te herkennen is.
Maar dat is niet waarom het zo prominent aanwezig is: het is de... stralen , de verzameling lange, heldere kenmerken die radiaal van de krater af wijzen. Tycho heeft stralen van honderden kilometers lang, sommige meer dan duizend.
professor Layton en de eeuwige diva
De stralen worden gevormd door pluimen materiaal die tijdens de botsing worden uitgestoten en die vervolgens op het oppervlak neerslaan. Hier is het grappige: ik dacht altijd dat hun vorming goed werd begrepen. Ik bedoel, dit zijn ongelooflijk voor de hand liggende en goed gedocumenteerde kenmerken, niet alleen op de maan, maar op de meeste door kraters geteisterde werelden. Mercurius heeft zo lang kraterstralen gehad de planeet lijkt op een watermeloen !
De volle maan: let rechtsonder op de stralen van Tycho. Credit: Fred Locklear (en oh mijn ja klik op die link)
Dus ik was behoorlijk verrast om te horen dat we niet gedaan weten hoe ze zich vormen. Tenminste, niet tot voor kort. Een nieuw onderzoekspaper schetst hoe impact stralen genereert , en het is erg cool. Nog beter: de wetenschappers kregen het idee na het kijken Youtube filmpjes van middelbare scholieren die de klassieker maken, maken kraters door stenen in een doos meel te laten vallen!
Ja serieus. Deze experimenten worden gedaan in klaslokalen en wetenschapsbeurzen over de hele wereld. Je neemt een soort houten frame van misschien een meter breed, giet er een laag bloem van een paar centimeter diep in en laat er dan stenen vanaf een hoogte op vallen. De impact vormt kraters, precies zoals je zou verwachten (soms kun je ook een laag cacaopoeder aanbrengen om te laten zien wat er met de dingen onder het oppervlak gebeurt).
Ik heb dit zelf vaak gedaan. Wat de wetenschappers opmerkten, is dat wanneer de leraar het experiment reset, ze strijken de bloem er bovenop glad . Ik heb dat zelf altijd gedaan. En als dat het geval is, laten kraterinslagen zelden stralen achter.
Maar wanneer studenten het experiment doen, laten ze het oppervlak soms rommelig achter... en als ze dat doen, stralen hebben meer kans om te vormen!
waarom worden natuurlijk geboren grappenmakers beoordeeld als r
Wauw.
Dus de wetenschappers gingen naar het lab, dit experiment opnieuw maken op een meer geavanceerd niveau . Ze gebruikten ballen van verschillende grootte om asteroïden na te bootsen en varieerden de textuur van het oppervlak van de inslagplaats. Soms was het glad, en soms had het golvingen, rimpelingen. En toen ze dat deden, maakte de impact straalsystemen.
Drie momenten uit een kraterstraalexperiment: net voor de inslag (links), direct na de inslag (midden) en een moment later (rechts) wanneer pluimen die uit de krater worden uitgestoten, stralen zullen vormen. Credit: Sabuwala et al.
Niet alleen dat, ze vonden een verband tussen het aantal prominente stralen dat wordt gegenereerd en de grootte van de bal in vergelijking met de afstand tussen de rimpelingen - het aantal stralen dat wordt gecreëerd in een impactschaal met de grootte van de bal gedeeld door de afstand tussen de rimpelingen (wat ze de golflengte noemen). Dus een groot botslichaam dat terrein raakt met veel smalle rimpelingen, maakt meer stralen dan een kleinere bal zou doen, of als die grote iets raakt met bredere golvingen. Kijk maar:
Dus. Koel.
Dit werkt dus met impacts op lage snelheid, het soort dat je kunt doen op een tafelblad waar je echt stenen op een oppervlak laat vallen. Maar hoe zit het met hypervelocity-effecten, meer zoals in het echte leven, wanneer een object met een tiental kilometer per seconde of sneller beweegt?
invasie planeet aarde (2019)
Ze simuleerden dergelijke effecten en ontdekten dat het nog steeds werkte! Hoe groter de verhouding tussen het botslichaam en de golvingen, hoe meer stralen er werden gemaakt. Ze ontdekten dat de fysica een beetje ingewikkeld is, maar in feite concentreren de golvingen de schokgolf die door de impact wordt gegenereerd - en het is die golf die versnelt en het puin naar buiten gooit (ejecta genaamd). Het aantal stralen lijkt niet uit te maken welke snelheid het botslichaam had, alleen de grootte ervan.
Ze ontdekten ook dat het materiaal dat de stralen vormt niet afkomstig is van de krater zelf, maar van materiaal op het oppervlak rond het botslichaam, met name van een smalle ring eromheen.
11 01 betekenis
Verschillende terreinen produceren verschillende resultaten bij kratervormende inslagen. Bovenste rij, van links naar rechts: werkelijke experimenten met glad terrein en geen stralen, willekeurig hobbelig terrein, regelmatig verdeeld zeshoekig terrein, hetzelfde met kleinere afstanden. Onderste rij: Hetzelfde, maar met een computersimulatie van hypervelocity-impacts. Credit: Sabuwala et al.
Een ander interessant kenmerk van dit idee is dat als ze de stralen rond een bestaande krater tellen en zorgvuldig de topografie van het gebied eromheen meten, ze de grootte van het botslichaam kunnen schatten. Voor Tycho schatten ze dat de asteroïde die die prachtige krater heeft uitgehouwen ongeveer 7,3 kilometer breed was - niet veel kleiner dan degene die de aarde 66 miljoen jaar geleden trof en eindigde het Krijt, samen met 75% van alle soorten leven op aarde.
Een mozaïek van Mercurius, gemaakt door het ruimtevaartuig MESSENGER in 2008, met inslagkraters met enorm lange straalsystemen. Credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington
Ik moet zeggen, ik hou hier van alles! Van de manier waarop ze op het idee kwamen: studentenvideo's bekijken! - om de gebeurtenis opnieuw te creëren, het patroon te vinden en dat vervolgens te gebruiken om de fysica te krijgen en dit om te zetten in een hulpmiddel voor impactmeting ... het is allemaal geweldig. En een geweldig verhaal.
De volle maan wordt over het algemeen als irriterend beschouwd voor observerende astronomen: hij is zo helder dat hij vage objecten wegspoelt. En als je de maan zelf wilt observeren, als deze vol is, zijn er geen schaduwen, dus kenmerken zoals bergen en kraters zijn moeilijker te zien.
Maar in feite schijnen sommige kraters echt als de maan vol is, verse jonge kraters met helderder materiaal erin en eromheen, ejecta die niet oud genoeg zijn om donkerder te worden vanwege micrometerietinslagen en zonnestraling. Tycho, Aristarchus, Kepler, Copernicus... zoveel van deze krijgen letterlijk hun tijd in de zon zodat we ons hier op aarde over hen kunnen verwonderen en hun stralenstelsels laten zien die zo ver over het oppervlak reiken.
En nu weten we eindelijk waarom.
