Red Hanuman
09-07-2014, 20:10
Mercurio è il risultato delle primigenie collisioni “mordi e fuggi”
Sommario:
Nuove simulazioni mostrano che Mercurio e altri oggetti insolitamente ricchi di metalli nel sistema solare possono essere i resti lasciati da collisioni “mordi e fuggi” nel sistema solare primordiale. L'origine del pianeta Mercurio è stata a lungo un rebus della scienza planetaria, perché la sua composizione è molto diversa da quella degli altri pianeti terrestri e della Luna.
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Nuove simulazioni mostrano che Mercurio e altri oggetti insolitamente ricchi di metalli nel sistema solare possono essere i resti lasciati da collisioni “mordi e fuggi” nel sistema solare primordiale.
Credit: NASA / JPL / Caltech
La composizione insolitamente ricca di metalli del pianeta Mercurio è stata un rebus per lungo tempo nella scienza planetaria. Secondo uno studio pubblicato online su Nature Geoscience il 6 luglio, Mercurio e altri oggetti insolitamente ricchi di metalli nel sistema solare possono essere i resti lasciati dalle collisioni che hanno costruito gli altri pianeti nel sistema solare primordiale .
L'origine del pianeta Mercurio è stata un difficile rebus nella scienza planetaria, perché la sua composizione è molto diversa da quella degli altri pianeti terrestri e della Luna. Questo piccolo pianeta, il più interno, ha percentualmente più del doppio del ferro metallico presente in qualsiasi altro pianeta terrestre. Il nucleo di ferro costituisce circa il 65 per cento della massa totale di Mercurio; mentre il nucleo della Terra, in confronto, rappresenta solo il 32 per cento della massa.
Come è possibile che Venere, Terra e Marte siano per lo più "condritici" (cioè con una composizione di massa più o meno simile alla Terra), mentre Mercurio è così anomalo? Per Erik Asphaug, professore dell’Arizona State University, capire come un tale pianeta ha accumulato polvere, ghiaccio e gas nella primigenia nebulosa solare è una questione scientifica fondamentale.
Sono state espresse un certo numero di ipotesi che si sono dimostrate sbagliate sulla formazione di Mercurio. Nessuno esse fino ad ora è stata in grado di spiegare come Mercurio abbia perso il suo mantello mantenendo livelli significativi di sostanze volatili (elementi o composti facilmente vaporizzabili, come l'acqua, il piombo e lo zolfo). Mercurio ha sostanzialmente più sostanze volatili della Luna, il che spinge gli scienziati a pensare che la sua formazione non ha avuto nulla a che fare con un gigantesco impatto che gli ha strappato il mantello, il che è stata una spiegazione popolare comune.
Per capire il mistero della composizione ricca di metalli di Mercurio, Asphaug dell’ASU e Andreas Reufer dell'Università di Berna hanno sviluppato una nuova ipotesi che coinvolge collisioni “mordi e fuggi”, in cui il proto-Mercurio perde metà del suo mantello a favore di un pianeta più grande (la proto-Venere o la proto-Terra). Una o più collisioni “mordi e fuggi” avrebbero potuto potenzialmente strappare via il mantello del proto-Mercurio, senza grossi scossoni, lasciando dietro di sé un corpo principalmente composto da ferro e che soddisfa un certo numero di grandi enigmi della formazione planetaria - compresa la conservazione dei volatili - in un processo che può anche spiegare l'assenza di residui da shock in molti dei meteoriti nati dalla spoliazione del mantello.
Asphaug e Reufer hanno approfondito uno scenario statistico di come i pianeti si fondono e si sviluppano sulla base della nozione comune che Marte e Mercurio sono gli ultimi due resti di una popolazione originaria di forse 20 corpi che per lo più sono andati a formare Venere e la Terra. Questi due ultimi pianeti stati molto fortunati.
"In che modo sono stati molto fortunati? Marte, non prendendo per lo più parte all'azione - non si è scontrato in corpi più grandi dalla sua costituzione - e Mercurio, colpendo i pianeti più grandi di striscio ogni volta, non riuscendo ad aggregare o aggregarsi" spiega Asphaug, che è professore nella ASU's School of Earth and Space Exploration. "E 'come quando, lanciando una moneta, esce testa due o tre volte di fila - insolito, ma non impossibile, infatti capita circa una volta in 10 tentativi.».
In generale, i fisici che si occupano di modelli dinamici hanno respinto l'idea che i sopravvissuti a scontri “mordi e fuggi” possano essere importanti, perché molto probabilmente finiscono per accrescere lo stesso corpo più grande in cui si sono imbattuti in precedenza. La loro tesi è che è molto improbabile che il resto di uno scontro “mordi e fuggi” sopravviva a questo accrescimento finale sul corpo di destinazione.
"Il risultato sorprendente che abbiamo dimostrato è che i resti del “mordi e fuggi”, non solo possono esistere in rari casi, ma che i superstiti di incidenti “mordi e fuggi” ripetuti possono dominare la popolazione superstite. Cioè, il corpo medio non aggregato sarà soggetto a più di una collisione “mordi e fuggi” ", spiega Asphaug. "Proponiamo che una o due di queste collisioni “mordi e fuggi” possono spiegare il massiccio nucleo metallico di Mercurio ed il mantello roccioso molto sottile."
Secondo Reufer, che ha eseguito la modellazione al computer per lo studio, "le collisioni giganti hanno dato gli ultimi ritocchi ai nostri pianeti. Solo di recente abbiamo cominciato a capire quanto profondi ed importanti possono essere quei tocchi finali. "
"L'implicazione dello scenario dinamico spiega, finalmente, dove il 'mantello mancante' di Mercurio sia finito- è su Venere o sulla Terra, gli obiettivi del “mordi e fuggi” che hanno vinto la raccolta", dice Asphaug.
La formazione disgregativa
Il modello del "duo" ha rivelato un problema fondamentale nascosto nell'idea implicita delle moderne teorie sulla formazione dei pianeti: che i proto pianeti accrescano in modo efficiente in corpi sempre più grandi, fondendosi ogni volta che si scontrano.
Invece, la disgregazione si verifica anche mentre i proto pianeti sono in crescita.
"Si pensa che proto pianeti si fondano e crescano, in generale, perché altrimenti non ci sarebbero i pianeti", dice Asphaug. "Ma la formazione dei pianeti è in realtà un processo molto disordinato e molto caotico, e se si prende in considerazione tutto ciò, non è affatto sorprendente che gli «scarti, come Mercurio e Marte e gli asteroidi siano così diversi. "
Queste simulazioni sono di grande rilevanza per lo studio delle meteoriti che, proprio come per il mantello mancante di Mercurio, si trova di fronte a domande come: dove è tutta la roccia del manto rimosso da questi nuclei di planetesimi, che per primi si formarono? Dove sono le meteoriti di olivina che corrispondono alle decine o centinaia di corpi ferrosi meteoritici progenitori?
"Non sono scomparsi, sono dentro i mantelli dei pianeti, in ultima analisi", spiega Asphaug. "Sono stati inghiottiti dai corpi planetari più grandi in crescita, durante tutte le serie di impatti “mordi e fuggi”."
Articolo originale QUI (http://www.sciencedaily.com/releases/2014/07/140708153904.htm).
Sommario:
Nuove simulazioni mostrano che Mercurio e altri oggetti insolitamente ricchi di metalli nel sistema solare possono essere i resti lasciati da collisioni “mordi e fuggi” nel sistema solare primordiale. L'origine del pianeta Mercurio è stata a lungo un rebus della scienza planetaria, perché la sua composizione è molto diversa da quella degli altri pianeti terrestri e della Luna.
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Nuove simulazioni mostrano che Mercurio e altri oggetti insolitamente ricchi di metalli nel sistema solare possono essere i resti lasciati da collisioni “mordi e fuggi” nel sistema solare primordiale.
Credit: NASA / JPL / Caltech
La composizione insolitamente ricca di metalli del pianeta Mercurio è stata un rebus per lungo tempo nella scienza planetaria. Secondo uno studio pubblicato online su Nature Geoscience il 6 luglio, Mercurio e altri oggetti insolitamente ricchi di metalli nel sistema solare possono essere i resti lasciati dalle collisioni che hanno costruito gli altri pianeti nel sistema solare primordiale .
L'origine del pianeta Mercurio è stata un difficile rebus nella scienza planetaria, perché la sua composizione è molto diversa da quella degli altri pianeti terrestri e della Luna. Questo piccolo pianeta, il più interno, ha percentualmente più del doppio del ferro metallico presente in qualsiasi altro pianeta terrestre. Il nucleo di ferro costituisce circa il 65 per cento della massa totale di Mercurio; mentre il nucleo della Terra, in confronto, rappresenta solo il 32 per cento della massa.
Come è possibile che Venere, Terra e Marte siano per lo più "condritici" (cioè con una composizione di massa più o meno simile alla Terra), mentre Mercurio è così anomalo? Per Erik Asphaug, professore dell’Arizona State University, capire come un tale pianeta ha accumulato polvere, ghiaccio e gas nella primigenia nebulosa solare è una questione scientifica fondamentale.
Sono state espresse un certo numero di ipotesi che si sono dimostrate sbagliate sulla formazione di Mercurio. Nessuno esse fino ad ora è stata in grado di spiegare come Mercurio abbia perso il suo mantello mantenendo livelli significativi di sostanze volatili (elementi o composti facilmente vaporizzabili, come l'acqua, il piombo e lo zolfo). Mercurio ha sostanzialmente più sostanze volatili della Luna, il che spinge gli scienziati a pensare che la sua formazione non ha avuto nulla a che fare con un gigantesco impatto che gli ha strappato il mantello, il che è stata una spiegazione popolare comune.
Per capire il mistero della composizione ricca di metalli di Mercurio, Asphaug dell’ASU e Andreas Reufer dell'Università di Berna hanno sviluppato una nuova ipotesi che coinvolge collisioni “mordi e fuggi”, in cui il proto-Mercurio perde metà del suo mantello a favore di un pianeta più grande (la proto-Venere o la proto-Terra). Una o più collisioni “mordi e fuggi” avrebbero potuto potenzialmente strappare via il mantello del proto-Mercurio, senza grossi scossoni, lasciando dietro di sé un corpo principalmente composto da ferro e che soddisfa un certo numero di grandi enigmi della formazione planetaria - compresa la conservazione dei volatili - in un processo che può anche spiegare l'assenza di residui da shock in molti dei meteoriti nati dalla spoliazione del mantello.
Asphaug e Reufer hanno approfondito uno scenario statistico di come i pianeti si fondono e si sviluppano sulla base della nozione comune che Marte e Mercurio sono gli ultimi due resti di una popolazione originaria di forse 20 corpi che per lo più sono andati a formare Venere e la Terra. Questi due ultimi pianeti stati molto fortunati.
"In che modo sono stati molto fortunati? Marte, non prendendo per lo più parte all'azione - non si è scontrato in corpi più grandi dalla sua costituzione - e Mercurio, colpendo i pianeti più grandi di striscio ogni volta, non riuscendo ad aggregare o aggregarsi" spiega Asphaug, che è professore nella ASU's School of Earth and Space Exploration. "E 'come quando, lanciando una moneta, esce testa due o tre volte di fila - insolito, ma non impossibile, infatti capita circa una volta in 10 tentativi.».
In generale, i fisici che si occupano di modelli dinamici hanno respinto l'idea che i sopravvissuti a scontri “mordi e fuggi” possano essere importanti, perché molto probabilmente finiscono per accrescere lo stesso corpo più grande in cui si sono imbattuti in precedenza. La loro tesi è che è molto improbabile che il resto di uno scontro “mordi e fuggi” sopravviva a questo accrescimento finale sul corpo di destinazione.
"Il risultato sorprendente che abbiamo dimostrato è che i resti del “mordi e fuggi”, non solo possono esistere in rari casi, ma che i superstiti di incidenti “mordi e fuggi” ripetuti possono dominare la popolazione superstite. Cioè, il corpo medio non aggregato sarà soggetto a più di una collisione “mordi e fuggi” ", spiega Asphaug. "Proponiamo che una o due di queste collisioni “mordi e fuggi” possono spiegare il massiccio nucleo metallico di Mercurio ed il mantello roccioso molto sottile."
Secondo Reufer, che ha eseguito la modellazione al computer per lo studio, "le collisioni giganti hanno dato gli ultimi ritocchi ai nostri pianeti. Solo di recente abbiamo cominciato a capire quanto profondi ed importanti possono essere quei tocchi finali. "
"L'implicazione dello scenario dinamico spiega, finalmente, dove il 'mantello mancante' di Mercurio sia finito- è su Venere o sulla Terra, gli obiettivi del “mordi e fuggi” che hanno vinto la raccolta", dice Asphaug.
La formazione disgregativa
Il modello del "duo" ha rivelato un problema fondamentale nascosto nell'idea implicita delle moderne teorie sulla formazione dei pianeti: che i proto pianeti accrescano in modo efficiente in corpi sempre più grandi, fondendosi ogni volta che si scontrano.
Invece, la disgregazione si verifica anche mentre i proto pianeti sono in crescita.
"Si pensa che proto pianeti si fondano e crescano, in generale, perché altrimenti non ci sarebbero i pianeti", dice Asphaug. "Ma la formazione dei pianeti è in realtà un processo molto disordinato e molto caotico, e se si prende in considerazione tutto ciò, non è affatto sorprendente che gli «scarti, come Mercurio e Marte e gli asteroidi siano così diversi. "
Queste simulazioni sono di grande rilevanza per lo studio delle meteoriti che, proprio come per il mantello mancante di Mercurio, si trova di fronte a domande come: dove è tutta la roccia del manto rimosso da questi nuclei di planetesimi, che per primi si formarono? Dove sono le meteoriti di olivina che corrispondono alle decine o centinaia di corpi ferrosi meteoritici progenitori?
"Non sono scomparsi, sono dentro i mantelli dei pianeti, in ultima analisi", spiega Asphaug. "Sono stati inghiottiti dai corpi planetari più grandi in crescita, durante tutte le serie di impatti “mordi e fuggi”."
Articolo originale QUI (http://www.sciencedaily.com/releases/2014/07/140708153904.htm).