Permukaan bulan yang sangat kawah dengan mengebom asteroid. Kredit gambar: NASA Klik untuk membesarkan
Pertembungan antara planet embrio semasa tempoh kritikal dalam sejarah awal Sistem Suria mungkin menyumbang kepada beberapa sifat planet, asteroid, dan meteorit yang tidak dapat dijelaskan sebelumnya, menurut penyelidik di University of California, Santa Cruz, yang menjelaskan penemuan mereka dalam jurnal Nature edisi 12 Januari.
Keempat "terestrial" atau planet berbatu (Bumi, Mars, Venus, dan Merkurius) adalah produk dari satu periode awal, yang berpuluh-puluh juta tahun berlanjutan, dari perlanggaran keras antara badan-badan planet dengan pelbagai ukuran. Para saintis kebanyakannya menganggap kejadian ini dari segi penambahan bahan baru dan kesan lain pada planet yang terkena dampak, sementara sedikit perhatian diberikan kepada impaktor. (Secara definisi, impak adalah lebih kecil dari dua badan yang bertembung.)
Tetapi apabila planet bertabrakan, mereka tidak selalu bersatu. Kira-kira separuh masa, pemukul berukuran planet yang memukul badan berukuran planet lain akan melambung, dan perlanggaran tabrakan ini membawa kesan drastik bagi impaktor itu, kata Erik Asphaug, profesor sains Bumi di UCSC dan pengarang pertama kertas Alam.
"Anda berakhir dengan planet yang meninggalkan tempat kejadian kelihatan sangat berbeza dari ketika mereka masuk - mereka boleh kehilangan atmosfer, kerak bumi, bahkan mantel, atau mereka dapat dipisahkan menjadi keluarga objek yang lebih kecil," kata Asphaug .
Sisa-sisa kesan impak yang terganggu ini dapat dijumpai di sepanjang tali pinggang asteroid dan di antara meteorit, yang merupakan serpihan badan planet lain yang telah mendarat di Bumi, katanya. Bahkan planet Merkurius mungkin merupakan benturan tabrakan yang banyak lapisan luarnya dilucutkan, meninggalkannya dengan inti dan kerak tipis yang agak besar, kata Asphaug. Bagaimanapun, senario itu tetap spekulatif dan memerlukan kajian tambahan, katanya.
Asphaug dan penyelidik pasca doktoral Craig Agnor menggunakan komputer yang kuat untuk menjalankan simulasi pelbagai senario, dari pertemuan merumput hingga serangan langsung antara planet dengan ukuran yang setanding. Coauthor Quentin Williams, profesor sains Bumi di UCSC, menganalisis hasil simulasi ini dari segi kesannya terhadap komposisi dan keadaan akhir objek yang tersisa.
Para penyelidik mendapati bahawa pertemuan jarak dekat di mana kedua-dua objek itu tidak bertembung boleh mempengaruhi objek yang lebih kecil.
"Ketika dua objek besar melintas satu sama lain, daya graviti menyebabkan perubahan fizikal yang dramatik - penyahmampatan, pencairan, pelucutan bahan, dan bahkan memusnahkan objek yang lebih kecil," kata Williams. "Anda boleh melakukan banyak fizik dan kimia pada objek di Sistem Suria tanpa menyentuhnya."
Planet memberikan tekanan yang sangat besar pada dirinya sendiri melalui gravitasi diri, tetapi tarikan graviti objek yang lebih besar yang lewat dapat menyebabkan tekanan itu turun dengan mendadak. Kesan kemurungan ini boleh meletup, kata Williams.
"Rasanya seperti meminum minuman paling berkarbonat di dunia," katanya. "Apa yang berlaku apabila planet tertekan 50 persen adalah sesuatu yang kita tidak faham dengan baik pada tahap ini, tetapi ia dapat mengubah kimia dan fizik ke seluruh tempat, menghasilkan kerumitan bahan yang dapat menjelaskan heterogenitas kita lihat di meteorit. "
Pembentukan planet-planet terestrial diduga dimulai dengan fasa pertambahan lembut di dalam cakera gas dan debu di sekitar Matahari. Planet-planet embrio meletupkan banyak bahan di sekitarnya sehingga Sistem Suria dalaman menampung sekitar 100 planet bersaiz Bulan ke planet Mars, kata Asphaug. Interaksi graviti antara satu sama lain dan dengan Musytari kemudian melemparkan protoplanet ini keluar dari orbit bulat mereka, memicu era hentaman raksasa yang mungkin berlangsung 30 hingga 50 juta tahun, katanya.
Para saintis telah menggunakan komputer untuk mensimulasikan pembentukan planet terestrial dari beratus-ratus badan yang lebih kecil, tetapi kebanyakan simulasi tersebut menganggap bahawa ketika planet bertabrakan mereka melekat, kata Asphaug.
"Kami selalu tahu bahawa itu adalah pendekatan, tetapi sebenarnya tidak mudah untuk planet bergabung," katanya. "Perhitungan kami menunjukkan bahawa mereka harus bergerak dengan perlahan dan memukul hampir secara langsung untuk memperoleh."
Sangat mudah bagi planet untuk menarik dan mendapatkan objek yang jauh lebih kecil daripada dirinya. Dalam impak raksasa antara badan berukuran planet, namun, impaknya sebanding dengan sasaran. Sekiranya terdapat impak berukuran Marikh yang mencapai sasaran ukuran Bumi, jentik akan menjadi sepersepuluh jisim tetapi sepenuhnya separuh diameter Bumi, kata Asphaug.
"Bayangkan dua planet bertabrakan, satu setengah lebih besar daripada yang lain, pada sudut hentaman khas 45 darjah. Kira-kira separuh daripada planet yang lebih kecil tidak betul-betul memotong planet yang lebih besar, sementara separuh yang lain dihentikan mati di lintasannya, ”kata Asphaug. "Jadi ada ricih yang sangat besar, dan kemudian Anda memiliki kekuatan pasang surut yang sangat kuat yang bertindak dari jarak dekat. Gabungan ini berfungsi untuk menarik planet yang lebih kecil walaupun ia akan berlepas, jadi dalam kes yang paling teruk, impak kehilangan sebahagian besar mantelnya, apatah lagi atmosfer dan keraknya. "
Menurut Agnor, keseluruhan masalah pembentukan planet sangat kompleks, dan menguraikan peranan yang dimainkan oleh tabrakan pemecahan hit-and-run akan memerlukan kajian lebih lanjut. Namun, dengan memeriksa pelanggaran planet dari perspektif impaktor, para penyelidik UCSC telah mengenal pasti mekanisme fizikal yang dapat menjelaskan banyak ciri asteroid yang membingungkan.
Pertembungan hit-and-run dapat menghasilkan pelbagai jenis asteroid, kata Williams. "Beberapa asteroid kelihatan seperti planet kecil, tidak terlalu terganggu, dan di hujung spektrum lain adalah tulang anjing yang kaya dengan besi di ruang angkasa," katanya. "Ini adalah mekanisme yang dapat menghilangkan sejumlah besar bahan berbatu yang membentuk kerak dan mantel. Apa yang tertinggal boleh merangkumi hanya inti kaya besi melalui rangkaian campuran dengan jumlah silikat yang berbeza. "
Salah satu teka-teki tali pinggang asteroid adalah bukti peleburan asteroid global yang meluas. Pemanasan hentaman tidak efisien kerana mendapan haba secara tempatan Tidak jelas apa yang boleh mengubah asteroid menjadi gumpalan lebur besar, tetapi kemurungan dalam perlanggaran tabrakan mungkin melakukan muslihat, kata Asphaug.
"Jika tekanan turun dengan faktor dua, anda boleh pergi dari sesuatu yang hanya panas hingga sesuatu yang cair," katanya.
Depresurisasi juga dapat mendidih air dan melepaskan gas, yang akan menjelaskan mengapa banyak meteorit yang membezakan cenderung bebas dari air dan bahan mudah menguap lain. Ini dan proses lain yang terlibat dalam pertembungan hit-and-run harus dikaji dengan lebih terperinci, kata Asphaug.
"Ini adalah mekanisme baru untuk evolusi planet dan pembentukan asteroid, dan ini menunjukkan banyak senario menarik yang memerlukan kajian lebih lanjut," katanya.
Sumber Asal: Astrobiologi NASA
