gov-civil-vilareal.ptPrečo niektoré impaktné krátery majú lúče?
>Keď sa pozriete na spln Mesiaca ďalekohľadom alebo malým ďalekohľadom, jednou z najvýraznejších vlastností na povrchu je kráter Tycho. Je to nárazová funkcia asi 86 kilometrov široký, ležiaci blízko južného okraja blízkej strany Mesiaca. Je relatívne mladý - má asi 100 miliónov rokov - a čerstvé krátery bývajú jasnejšie, čo uľahčuje jeho rozpoznanie.
Ale to nie je dôvod, prečo je taký prominentný: Je to lúče , zbierka dlhých, jasných čŕt smerujúcich radiálne od krátera. Tycho športové lúče dlhé stovky kilometrov, niektoré cez tisíc.
Lúče sa tvoria z oblakov materiálu vyvrhnutého počas nárazu, ktoré sa potom usadia na povrch. Teraz je tu tá zábavná vec: Vždy som si myslel, že ich formácia je dobre pochopená. Myslím tým, že sú to neuveriteľne zrejmé a dobre zdokumentované črty, a to nielen na Mesiaci, ale aj vo väčšine svetov, kde je kráter. Ortuť má kráterové lúče tak dlho planéta vyzerá ako melón !
Spln Mesiaca: všimnite si lúče prichádzajúce z Tycha vpravo dole. Kredit: Fred Locklear (a áno, kliknite na tento odkaz)
Takže som bol celkom prekvapený, keď sme sa to dozvedeli nie vedieť, ako sa tvoria. Aspoň nie donedávna. Nový výskumný dokument načrtáva, ako nárazy generujú lúče , a je to veľmi cool. Ešte lepšie: Vedci dostali nápad po sledovaní Videá na YouTube študentov stredných škôl, ktorí robia klasickú výrobu kráterov tak, že do experimentu s krabicou múky hádžu kamene!
Áno, vážne. Tieto experimenty sa vykonávajú v triedach a na vedeckých veľtrhoch po celom svete. Vezmite nejaký drevený rám široký asi meter, nasypte vrstvu múky hlbokú niekoľko centimetrov a potom na ňu z výšky púšťajte kamene. Náraz vytvára krátery, presne tak, ako by ste očakávali (niekedy môžete vložiť vrstvu kakaového prášku, aby ste ukázali, čo sa deje s vecami pod povrchom).
Sám som to urobil, mnohokrát. Vedci si všimli, že keď učiteľ resetuje experiment, navrch uhladia múku . Vždy som to robil sám. A keď je to tak, dopady kráterov len zriedka zanechávajú lúče.
Ale keď študenti robia experiment, niekedy nechávajú povrch chaotický ... a keď tak urobia, sa pravdepodobne vytvoria lúče!
nie som tvoja kniha černochov
Hej.
Vedci sa teda vybrali do laboratória. obnovenie tohto experimentu na sofistikovanejšej úrovni . Na napodobnenie asteroidov používali rôzne veľké gule a menili textúru povrchu miesta dopadu. Niekedy bol hladký a niekedy v ňom boli zvlnenia, vlnky. A keď to urobili, náraz spôsobil lúčové systémy.
Tri momenty z experimentu s kráterovými lúčmi: Tesne pred nárazom (vľavo), tesne po náraze (v strede) a o chvíľu neskôr (vpravo), keď oblaky vyvrhnuté z krátera vytvoria lúče. Kredit: Sabuwala a kol.
Nielen to, našli vzťah medzi počtom generovaných prominentných lúčov a veľkosťou loptičky v porovnaní so vzdialenosťou medzi vlnkami - počtom lúčov vytvorených v nárazových mierkach s veľkosťou lopty delenou vzdialenosťou medzi vlnky (čo nazývajú vlnová dĺžka). Takže veľký nárazový nárazový terén s množstvom úzkych zvlnení vytvára viac lúčov, ako by dopadla menšia guľa, alebo ak ten veľký narazí na niečo so širšími zvlneniami. Sledujte:
Takže. V pohode
Funguje to teda pri nárazoch pri nízkych rýchlostiach, čo môžete robiť na doske, kde skutočne padáte kamene na povrch. Ale čo dopady hypervelocity, viac ako skutočný život, keď sa predmet pohybuje rýchlosťou tucet kilometrov za sekundu alebo rýchlejšie?
Takto simulovali nárazy a zistili, že to stále funguje! Čím väčší je pomer medzi nárazovou hlavicou a zvlnením, tým viac lúčov bolo vytvorených. Zistili, že fyzika je trochu komplikovaná, ale v zásade zvlnenie zameriava šokovú vlnu generovanú nárazom - a je to tá vlna, ktorá urýchľuje a vyhodí trosky (nazývané ejecta). Zdá sa, že počtu lúčov je jedno, akú rýchlosť malo nárazové teleso, iba jeho veľkosť.
Tiež zistili, že materiál, ktorý tvorí lúče, nepochádza zo samotného krátera, ale z materiálu na povrchu okolo nárazového telesa, konkrétne z úzkeho prstenca okolo neho.
Rôzne terény prinášajú rôzne výsledky pri dopadoch na vytváranie kráterov. Horný rad zľava doprava: Skutočné experimenty s hladkým terénom a bez lúčov, náhodne hrboľatý terén, pravidelne rozmiestnený šesťuholníkový terén, rovnaké s užšími rozstupmi. Dolný riadok: Rovnaké, ale pomocou počítačovej simulácie nárazov hypervelocity. Kredit: Sabuwala a kol.
zlý poručík: prístav New Orleans
Ďalšou zaujímavou črtou tejto myšlienky je, že ak spočítajú lúče okolo existujúceho krátera a starostlivo zmerajú topografiu oblasti okolo neho, dokážu odhadnúť veľkosť nárazovej hlavice. Pre Tycho odhadujú, že asteroid, ktorý vytesal tento nádherný kráter, mal priemer asi 7,3 kilometra - nie oveľa menší. než ten, ktorý zasiahol Zem pred 66 miliónmi rokov a skončilo kriedové obdobie spolu so 75% všetkých druhov života na Zemi.
Mozaika ortuti zhotovená kozmickou loďou MESSENGER v roku 2008, ktorá ukazuje krátery s nárazom s úžasne dlhými lúčovými systémami. Kredit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington
Musím povedať, že sa mi na tom všetko páči! Zo spôsobu, akým prišli na to - sledovanie študentských videí! - znovu vytvoriť udalosť, nájsť vzorec a potom ju použiť na získanie fyziky a jej premenu na nástroj na meranie nárazov ... to všetko je úžasné. A skvelý príbeh.
Spln Mesiaca je všeobecne považovaný za dráždivý pre pozorovacích astronómov: Je taký jasný, že vymýva slabé objekty. A ak chcete pozorovať samotný Mesiac, keď je spln, nie sú žiadne tiene, takže prvky ako hory a krátery sú ťažšie rozoznateľné.
Ale v skutočnosti niektoré krátery skutočne žiaria, keď je Mesiac v splne, čerstvé mladé s jasnejším materiálom vo vnútri a okolo nich, vyvrhnuté nie sú dosť staré na to, aby stmavli v dôsledku nárazov mikrometraitu a slnečného žiarenia. Tycho, Aristarchus, Kepler, Copernicus… toľko z nich Doslova nájdeme svoj čas na Slnku, aby sme sa im mohli diviť tu na Zemi, pričom ukážeme ich lúčové systémy, ktoré siahajú tak ďaleko po povrchu.
A teraz konečne vieme prečo.
