一部の衝突クレーターに光線があるのはなぜですか?
>双眼鏡や小さな望遠鏡で満月を見ると、表面で最も目立つ特徴の1つはクレーターのティコです。 インパクト機能です 月の手前側の南端近くに位置する幅約86キロメートル。それは比較的若く(おそらく1億年前)、新鮮なクレーターは明るくなる傾向があり、見つけやすくなっています。
しかし、それはそれがそれほど目立つ理由ではありません:それは 光線 、火口から放射状に離れる方向を指す長くて明るい特徴のコレクション。 Tychoのスポーツ光線は、長さが数百キロメートル、数千キロメートルを超えるものもあります。
光線は、衝撃中に放出された材料のプルームから形成され、その後、表面に落ち着きます。ここで面白いことがあります。私は常に、それらの形成がよく理解されていると考えていました。つまり、これらは、月だけでなく、ほとんどの火口に覆われた世界でも、信じられないほど明白で、十分に文書化された機能です。水星は長い間クレーター光線を持っています 惑星はスイカのように見えます !
満月:右下のTychoからの光線に注意してください。クレジット: フレッドロックリア (そして、ああ、そうです、そのリンクをクリックしてください)
だから私は私たちを知ってかなり驚いた しませんでした それらがどのように形成されるかを知っています。少なくとも、最近までではありません。 新しい研究論文は、衝撃がどのように光線を生成するかを概説しています 、そしてそれはとてもクールです。さらに良いこと:科学者たちは見た後にアイデアを得ました ユーチューブの動画 小麦粉の実験の箱に岩を落として古典的なクレーターを作る高校生の!
はい、真剣に。これらの実験は、世界中の教室や科学博覧会で行われます。幅1メートルの木製フレームを取り、深さ数センチの小麦粉の層を注ぎ、高さから岩を落とします。予想どおり、衝撃によってクレーターが形成されます(場合によっては、カカオパウダーの層を入れて、表面の下にあるものに何が起こるかを示すこともできます)。
ベッドの下はふしぎません
私はこれを何度も自分でやった。科学者が気付いたのは、教師が実験をリセットすると、 彼らは上の小麦粉の上で滑らかになります 。私はいつも自分でそれをしました。その場合、クレーターの衝撃で光線が残ることはめったにありません。
しかし、学生が実験をするとき、彼らは時々表面を散らかしたままにします…そして彼らがするとき、 光線が形成される可能性が高くなります!
うわあ。
それで、科学者たちは研究室に行きました、 この実験をより洗練されたレベルで再現する 。彼らは小惑星を模倣するために異なるサイズのボールを使用し、衝突部位の表面の質感を変化させました。滑らかな場合もあれば、うねりや波紋がある場合もありました。そして彼らがそれをしたとき、その影響は光線システムを作りました。
火口の光線実験からの3つの瞬間:衝突の直前(左)、衝突の直後(中央)、そして火口から放出されたプルームが光線を形成する瞬間(右)。クレジット: Sabuwala etal。
それだけでなく、彼らは、生成された顕著な光線の数と波紋間の距離と比較したボールのサイズとの関係を発見しました。衝撃スケールで生成された光線の数は、ボールのサイズをボール間の距離で割ったものです。波紋(彼らが波長と呼ぶもの)。したがって、大きなインパクターが狭い波紋の多い地形に当たると、小さなボールよりも多くの光線が発生します。または、その大きなインパクターがより広い起伏のあるものに当たった場合。時計:
それで。いいね。
したがって、これは低速の衝撃で機能します。これは、実際に岩を表面に落としている卓上で実行できるようなものです。しかし、オブジェクトが1秒あたり12キロメートル以上の速度で移動している場合、実際の生活のように、超高速の影響はどうでしょうか。
彼らはそのような影響をシミュレートし、それがまだ機能していることを発見しました!インパクターとうねりの比率が大きいほど、より多くの光線が生成されました。彼らは、物理学が少し複雑であることを発見しましたが、基本的にうねりは衝撃によって生成された衝撃波に焦点を合わせます—そしてそれは加速して破片(噴出物と呼ばれる)を飛び出すその波です。光線の数は、インパクターの速度を気にせず、サイズだけを気にしているようです。
17秒の顕現テクニック
彼らはまた、光線を形成する物質が火口自体からではなく、インパクターの周りの表面の物質、特にその周りの狭いリングから来ていることを発見しました。
地形が異なれば、クレーター形成の影響で異なる結果が生じます。上段、左から右:滑らかな地形で光線がない、ランダムにでこぼこした地形、規則的な間隔の六角形の地形、狭い間隔での実際の実験。下の行:同じですが、超高速の影響のコンピューターシミュレーションを使用しています。クレジット: Sabuwala etal。
このアイデアのもう1つの興味深い特徴は、既存の火口の周りの光線を数え、その周りの領域の地形を注意深く測定すると、インパクターのサイズを推定できることです。 Tychoの場合、彼らは、ゴージャスなクレーターが直径約7.3 kmであることを切り開いた小惑星を推定していますが、それほど小さくはありません。 6600万年前に地球を襲ったものより そして、地球上のすべての生物種の75%とともに、白亜紀を終わらせました。
2008年にメッセンジャー宇宙船によって撮影された水星のモザイク。非常に長い光線システムを備えた衝突クレーターを示しています。クレジット: NASA /ジョンズホプキンス大学応用物理研究所/ワシントンのカーネギー研究所
私は言わなければなりません、私はこれについてのすべてが大好きです!彼らがアイデアを思いついた方法から—学生のビデオを見てください! —イベントを再現し、パターンを見つけ、それを使用して物理学を取得し、これを衝撃測定ツールに変えること…それはすべて素晴らしいことです。そして素晴らしい話。
満月は一般に、観測天文学者にとって刺激的であると考えられています。それは非常に明るいので、かすかな物体を洗い流します。また、月自体を観察したい場合は、満月になると影が出ないため、山やクレーターなどの特徴を見つけるのが難しくなります。
しかし実際には、月が満月になると実際に輝くクレーターもあります。月がいっぱいになると、内部と周囲に明るい物質があり、マイクロメートルの衝撃と太陽放射のために暗くなるほど古くない噴出物があります。 Tycho、Aristarchus、Kepler、Copernicus… これらの非常に多く 文字通り、私たちが地球上で彼らを驚かせるために太陽の下で彼らの時間を取得し、表面をはるかに超えて到達する彼らの光線システムを表示します。
そして今、私たちはついにその理由を知りました。