Защо някои ударни кратери имат лъчи?

Какъв Филм Да Се Види?
 
>

Когато гледате пълнолунието през бинокъл или малък телескоп, една от най -забележителните характеристики на повърхността е кратерът Тихо. Това е въздействаща функция широка около 86 километра, разположена близо до южния край на близката страна на Луната. Той е сравнително млад - може би на 100 милиона години - и свежите кратери обикновено са по -ярки, което го прави лесен за забелязване.



Но не затова е толкова забележим: това е лъчи , колекцията от дълги, ярки черти, насочени радиално от кратера. Тихо спортните лъчи са дълги стотици километри, някои над хиляда.

Лъчите се образуват от струйки материал, изхвърлен по време на удара, който след това се утаява върху повърхността. Ето сега смешното: винаги съм смятал, че тяхното формиране е добре разбрано. Искам да кажа, това са невероятно очевидни и добре документирани характеристики, не само на Луната, но и в повечето светове, обитавани от кратери. Меркурий има толкова дълги лъчи на кратера планетата прилича на диня !







пълнолуниеУвеличавам

Пълнолуние: обърнете внимание на лъчите, идващи от Тихо, долу вдясно. Кредит: Фред Локлиър (и о, да, щракнете върху тази връзка)

Така че бях доста изненадан да науча не знаят как се формират. Поне не доскоро. Нов изследователски документ очертава как въздействията генерират лъчи , и е много готино. Още по -добре: учените получиха идеята след гледане Видеоклипове в YouTube на ученици от гимназията, които правят класически кратери, като пускат камъни в кутия с експеримент с брашно!

не казвай на мама, че бавачката е мъртва

Да, сериозно. Тези експерименти се правят в класни стаи и научни панаири по целия свят. Взимате дървена рамка от някакъв вид, може би с метър ширина, изсипвате слой брашно дълбоко няколко сантиметра, след което пускате камъни върху него от височина. Ударът образува кратери, точно както бихте очаквали (понякога можете да поставите слой какао на прах, за да покажете какво се случва и с нещата под повърхността).

Правил съм това много пъти. Това, което учените забелязаха, е, че когато учителят нулира експеримента, заглаждат брашното отгоре . Винаги съм правил това сам. И когато това е така, кратерните удари рядко оставят лъчи.





Но когато учениците правят експеримента, понякога оставят повърхността разхвърляна ... и когато го правят, по -вероятно е да се образуват лъчи!

Уау.

355 ангелски номер

Така че учените отидоха в лабораторията, пресъздаване на този експеримент на по -сложно ниво . Те използваха топки с различни размери, за да имитират астероиди, и променяха текстурата на повърхността на мястото на удара. Понякога беше гладка, а понякога имаше вълни в нея, вълнички. И когато направиха това, ударът направи лъчеви системи.

Три момента от експеримент с лъч на кратер: Точно преди удара (вляво), точно след удара (в средата) и момент по -късно (вдясно), когато изхвърлените от кратера шлейфове ще образуват лъчи. Кредит: Sabuwala et al.Увеличавам

Три момента от експеримент с лъч на кратер: Точно преди удара (вляво), точно след удара (в средата) и момент по -късно (вдясно), когато изхвърлените от кратера шлейфове ще образуват лъчи. Кредит: Sabuwala et al.

Не само това, те откриха връзка между броя на генерираните видими лъчи и размера на топката в сравнение с разстоянието между вълните - броя на лъчите, създадени в скалата на удара с размера на топката, разделен на разстоянието между вълнички (това, което наричат ​​дължината на вълната). Така че голям удар, който удря терен с много тесни вълни, прави повече лъчи, отколкото би направила по -малка топка, или ако тази голяма удари нещо с по -широки вълни. Гледам:

Така. Готино.

Така че това работи с нискоскоростни удари, каквито можете да направите на плот, където наистина пускате камъни върху повърхността. Но какво да кажем за въздействията на свръхскорост, по -скоро като реалния живот, когато обект се движи с десетина километра в секунда или по -бързо?

Те симулираха подобни въздействия и откриха, че все още работи! Колкото по -голямо е съотношението между удрящия елемент и вълните, толкова повече лъчи бяха направени. Те откриха, че физиката е малко сложна, но в основата си вълнообразуването фокусира ударната вълна, генерирана от удара - и именно тази вълна ускорява и изхвърля отломките (наречени изхвърляне). Изглежда, че броят на лъчите не се интересува от скоростта на удара, а само от неговия размер.

Те също така откриха, че материалът, който образува лъчите, не идва от самия кратер, а от материал на повърхността около удара, по -специално от тесен пръстен около него.

Различните терени дават различни резултати при удари, образуващи кратери.Увеличавам

Различните терени дават различни резултати при удари, образуващи кратери. Най -горният ред, отляво надясно: Действителни експерименти с гладък терен и без лъчи, произволно неравен терен, редовно разположени шестоъгълни терени, същото с по -тесни разстояния. Долен ред: Същото, но с помощта на компютърна симулация на хиперскоростни въздействия. Кредит: Sabuwala et al.

Друга интересна особеност на тази идея е, че ако преброят лъчите около съществуващ кратер и внимателно измерват топографията на зоната около него, те могат да преценят размера на удара. За Тихо те изчисляват астероида, който е издълбал този великолепен кратер с диаметър около 7,3 километра - не много по -малък от тази, която удари Земята преди 66 милиона години и приключи периода на Креда, заедно със 75% от всички видове живот на Земята.

Мозайка от Меркурий, взета от космическия кораб MESSENGER през 2008 г., показваща ударни кратери с изключително дълги лъчеви системи. Кредит: НАСА/Лаборатория по приложна физика на Университета Джон Хопкинс/Институт Карнеги във ВашингтонУвеличавам

Мозайка от Меркурий, взета от космическия кораб MESSENGER през 2008 г., показваща ударни кратери с изключително дълги лъчеви системи. Кредит: НАСА/Лаборатория по приложна физика на Университета Джон Хопкинс/Институт Карнеги във Вашингтон

Трябва да кажа, че обичам всичко за това! От начина, по който са получили идеята - гледане на студентски видеоклипове! - да пресъздадеш събитието, да намериш модела и след това да го използваш, за да получиш физиката и да го превърнеш в инструмент за измерване на въздействието ... всичко е прекрасно. И страхотна история.

Пълнолунието обикновено се счита за дразнещо за наблюдателните астрономи: Толкова е ярко, че измива слаби обекти. И ако обичате да наблюдавате самата Луна, когато е пълна, няма сенки, така че функции като планини и кратери са по -трудни за забелязване.

здрав разум медии паяк човек завръщане у дома

Но всъщност някои кратери наистина блестят, когато Луната е пълна, свежи млади с по -ярък материал вътре и около тях, изхвърляне, което не е достатъчно голямо, за да потъмнее поради ударите на микрометрит и слънчевата радиация. Тихо, Аристарх, Кеплер, Коперник ... толкова много от тях буквално прекарват времето си на Слънцето, за да се чудим на тях тук, на Земята, показвайки техните лъчеви системи, които достигат толкова далеч по повърхността.

И сега най -накрая знаем защо.