Collisioni planetarie: lo studio, i modelli, la ricerca e l’evoluzione
Sono tanti anni che gli astronomi, tra le numerose domande, si pongono anche quella sulle collisioni planetarie dove, il vero quesito è rappresentato da un problema piuttosto importante sulla vera formazione dei pianeti risalente all’incirca a 4,55 miliardi di anni fa. Ed è oltremodo importante comprendere se i pianeti a noi più comuni, venere, luna e lo stesso globo terrestre siano in un certo senso dei “sopravvissuti” ad una collisione cosmica di terribili proporzioni che, allo stato attuale, ha conferito loro, l’aspetto che conosciamo oggi.
Il mondo della ricerca è intenzionato a chiarire – grazie agli innumerevoli calcoli e alla cognizione acquisita dei vari processi di formazione dei pianeti – come tutto ciò sia possibile. Inoltre, spiega che è possibile plasmare al computer una possibile teoria al fine di risolvere le varie equazioni coinvolte.
Certo, è importante tener conto del fatto che i modelli su cui si basa la ricerca, sono matematici e fisici in calcoli di variabili. E ancora, in base ai processi coinvolti, tutto può essere fattibile. Tuttavia, allo stesso modo, trattandosi di probabilità, esistono modelli che attualmente restano sconosciuti. Quindi è facile ipotizzare come gli stessi potrebbero benissimo essere sbagliati.
Collisioni Planetarie: cosa conosciamo e cosa c’è ancora da esplorare
Sono secoli che la scienza esamina, approfondisce e raffina i suoi prototipi. Infatti, man mano che i ricercatori comprendono di più sugli stessi affinano la ricerca e con essa, la nostra comprensione, che cresce.
La spiegazione d’insieme è stata data qualche tempo fa da un team di scienziati planetari. Ipotizzarono come potesse esistere qualcosa di nuovo, di non esplorato, un effetto importante che finora non è stato incluso in questi modelli. L’attuale pensiero, in linea generale, è che alla fine del processo di formazione dei pianeti, essi crescono scontrandosi con altri grandi oggetti, altri pianeti in formazione. Queste immense collisioni producono un sacco di detriti che esplodono via, ma nel frattempo gli oggetti che rimangono sono un po’ più grandi.
La nuova ipotesi è che questo tipo di collisione non è sufficiente, ed è improbabile che sia la fine dell’evento. Gli scienziati hanno esaminato quello che è essenzialmente un mordi e fuggi: L’oggetto più piccolo (chiamato impattatore) arriva, colpisce quello più grande (il bersaglio) in modo impressionante con un colpo angolare, ma poi la maggior parte di esso prosegue nello spazio. A causa della meccanica orbitale è probabile che torni sulla scena a distanza di tempo e diventi un recidivo, scontrandosi di nuovo con il pianeta.
Questo può sembrare una sciocchezza, ma può essere molto importante, perché l’impattatore potrebbe non colpire di nuovo il bersaglio originale. Potrebbe colpire un altro pianeta in crescita, e ciò finisce per spiegare alcune cose sulla Terra Venere e Luna.
La ricerca a 360°
Hanno eseguito delle simulazioni usando una proto-Terra alla sua attuale distanza dal Sole (150 milioni di km) e un proto-Venere alla sua attuale distanza (circa 105 milioni di km). Hanno poi sbattuto la loro simulazione-Terra con impattatori di varie dimensioni a varie velocità per vedere cosa succede. In un precedente articolo hanno trovato risultati sorprendenti.
Dopo un impatto radente, tra uno e due terzi degli impattatori continuano ad orbitare intorno al Sole per un po’ prima di impattare la Terra una seconda volta. Hanno anche scoperto che di quelli che non tornano indietro, la maggior parte colpisce Venere. Infatti, Venere ha la stessa probabilità di essere il secondo bersaglio rispetto alla Terra.
In un secondo articolo appena pubblicato, guardano a come questo influenzi Venere rispetto alla Terra. Venere è molto simile per dimensioni e massa alla Terra, ma ha alcune profonde differenze. Per prima cosa non ha una luna, e per un’altra ruota (gira sul suo asse) molto lentamente, una volta ogni 243 giorni terrestri. In cima a questo (o in fondo, suppongo) gira al contrario.
Questo è stato difficile da spiegare se si va solo con grandi impatti che formano Venere. Sono state avanzate molte idee (come l’attrito con la sua spessa atmosfera, o le interazioni gravitazionali con il Sole) e alcune fanno un lavoro decente per spiegare queste strane caratteristiche, ma gli autori qui si sono chiesti se questi impatti “mordi e fuggi” potrebbero contribuire.
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L’idea è che un impatto proveniente dal sistema solare esterno tende a vedere la Terra per prima e a scontrarsi con essa prima di incontrare Venere. Quindi la Terra agisce come “avanguardia” per Venere, proteggendola dall’impatto iniziale (mentre la Terra stessa non ha un tale pianeta in prima linea). Venere viene poi colpito dai resti di quell’impatto, fondendosi con esso. Queste due collisioni hanno masse, velocità e persino direzioni diverse dell’impatto, il che potrebbe portare alle differenze che vediamo ora tra i due pianeti.
Questa idea può anche aiutare a spiegare le stranezze che vediamo sulla Luna. Il modello attuale è che qualcosa delle dimensioni di Marte o superiore ha colpito (chiamato Theia*) la Terra in un angolo, facendo esplodere un sacco di detriti.
Theia e l’influenza di collisione
Questi detriti sono un mix di strati superiori della Terra e di Theia, mentre il nucleo di Theia è affondato nell’interno della Terra. Questo spiega molto di quello che vediamo sul comportamento della Luna, ma lascia alcuni misteri sconcertanti. Collisioni Planetarie
Per esempio, se la crosta e il mantello di Theia hanno formato gran parte della Luna, perché la composizione del mantello terrestre corrisponde a quella della Luna in così tanti modi?
In un altro articolo, gli autori esaminano uno scenario di impatto per la formazione lunare. Usano un impatto leggermente più veloce della maggior parte delle altre ricerche, permettendo a Theia di colpire la Terra ma di continuare nella sua orbita intorno al Sole. Dopo alcune centinaia di migliaia fino a un milione di anni, impatta di nuovo la Terra, questa volta più lentamente. Questo secondo impatto genera un enorme disco di detriti che ha da due a tre volte la massa attuale della Luna, in generale titolato in qualche angolo selvaggio rispetto all’orbita terrestre.
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In aggiunta: Se la collisione avviene allineata con lo spin della Terra, il materiale interagisce con la gravità terrestre (in particolare attraverso le interazioni di marea) e il disco si riorienta verso l’equatore terrestre. Ma se la collisione è avvenuta posteriormente (in senso opposto allo spin della Terra) una frazione dei modelli mostra che il disco finisce per rimanere inclinato rispetto all’equatore terrestre, e la Luna eredita questa inclinazione.
La Luna attualmente orbita intorno alla Terra con un’inclinazione orbitale significativa, che è stata difficile da spiegare fino ad ora. Due impatti tendono anche a portare ad una migliore miscelazione dei due mondi, che potrebbe poi spiegare perché la composizione della Luna è simile al mantello terrestre.
Altre teorie sulle collisioni planetarie
Ci sono alcuni problemi. Per esempio, è altrettanto probabile che Theia si scontri con Venere come con la Terra dopo la collisione iniziale con la Terra. Siamo stati solo fortunati?
Inoltre, mentre collisioni come questa non erano esattamente comuni nella tarda formazione della Terra, sembra strano che una collisione precedente o successiva non abbia fatto un “mordi e fuggi” su di noi, scendendo a collidere con Venere e aiutandolo a formare una luna. Ancora fortuna? Essi ipotizzano che sia effettivamente più facile per un disco di detriti intorno a Venere cadere verso il pianeta, lasciandosi dietro solo abbastanza materiale per formare una luna più piccola. Nel frattempo, i detriti che ancora cadono potrebbero avere abbastanza velocità per erodere una luna più piccola.
Non è chiaro quanto sia probabile, ma che scenario sarebbe. Una pioggia di detriti da collisione planetaria così fitta e rapida da divorare un’intera luna.
Questa idea è piuttosto interessante, e terrò gli occhi aperti per i documenti di altri astronomi che la sostengono o la confutano. È così che funziona la scienza. Ma quello che mi piace davvero qui è l’inventiva, l’idea che abbiamo bisogno di continuare a guardare in questi processi perché non spiegano tutto quello che vediamo nel sistema solare ora. E anche se uno spiega tutto non significa che sia giusto.
*Theia – pianeta ipotetico che avrebbe impattato con la Terra e condotto alla formazione della Luna secondo la teoria dell’impatto gigante.
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Nota: Collisioni Planetarie, è stato ripubblicato a grande richiesta. In precedenza, diffuso su un’altra rivista, e riproposto oggi su Racconti dal Vicinato. L’articolo è di nostra proprietà, scritto su ricerca, attenzione e tempo speso nell’elaborazione. Stefania Dfa. Collisioni Planetarie
