Физики оценили потери атмосферы землеподобных планет в столкновениях с другими телами
Физики провели 259 трехмерных симуляций столкновения пары твердых планетоподобных тел околоземной массы и получили функцию, которая приближенно связывает параметры таких соударений с долей теряемой атмосферы. По словам авторов, этот результат можно будет встраивать в модели образования планет и использовать для анализа сценариев ударного формирования Луны на основе данных об истории атмосферы Земли. Работа опубликована в The Astrophysical Journal Letters.
Считается, что землеподобные планеты образуются из десятков планетезималей, которые рождаются из протопланетного диска и сталкиваются друг с другом. Одно из таких столкновений, в частности, могло привести к образованию Луны из молодой Земли и гипотетической планеты Тейя.
Среди последствий соударений можно выделить потерю газовой оболочки (полную или частичную) небесного тела — это событие может повлиять на итоговый состав атмосферы планеты и, предположительно, частично объяснить наблюдаемые различия в составах атмосфер похожих планет в одной и той же системе. Тем не менее характер такого влияния окончательно не изучен — до недавнего времени исследования в основном останавливались на одномерных моделях, которые, кроме того, ограничивались лобовым столкновениям или рассматривали слишком малое число сценариев для построения прогнозов в широком диапазоне параметров.
Ученые из Великобритании и США под руководством Джейкоба Кегеррейса (Jacob Kegerreis) из английского Института вычислительной космологии смоделировали столкновения, подобные тому, в котором могла образоваться Луна, и проследили за влиянием таких ударов на потерю атмосферы. В качестве цели и налетающего тела выступали шаровидные объекты, содержащие железное ядро (на которое приходилось 30 процентов массы) и мантию из горных пород (несущую остальные 70 процентов массы). В некоторых симуляциях