Новое моделирование показало, как характеристики кратеров зависят от особенностей ударных элементов
Команда инженеров из Университета Кампинаса в Бразилии обнаружила, что уникальные характеристики кратеров, как на Земле, так и на других телах в космосе, обусловлены уникальными особенностями как ударного элемента, так и места, куда он попадает. В своем исследовании, опубликованном в журнале Physical Review E, группа построила и запустила моделирование столкновений ударных элементов с планетами, лунами и другими телами.
Предыдущие исследования показали, что характеристики ударных кратеров сильно различаются. Например, некоторые из них глубже, чем остальные. Поле обломков может быть как относительно небольшим, так и покрывающим большую площадь вокруг кратера. Также кратеры могут иметь четко очерченные приподнятые края, либо вообще не иметь их.
Существует множество теорий относительно причины таких различий, но, как обнаружила команда, участвующая в этом новом исследовании, мало что было сделано для их проверки. Итак, команда построила и запустила моделирование, в котором учитывалось множество факторов, которые могут применяться при столкновении космических тел меньшего размера с телами намного большего размера.
Для создания своих симуляций исследовательская группа собрала виртуальные снаряды размером примерно с грейпфрут — каждый состоял из тысяч крошечных сфер, чтобы варьировать степень плотности. Ученые также моделировали цели, используя аналогичный подход. Затем они применили физику для моделирования ударов — например, более плотные объекты, движущиеся очень быстро, поражали бы сильнее, чем менее плотные и медленно движущиеся к цели.
Исследователи добавили другие характеристики ударов, такие как скорость перемещения ударного элемента, скорость его вращения и ось вращения. Моделирование также позволяло регулировать угол удара. Ученые использовали различные варианты, чтобы проверить как можно больше факторов.
Исследователи отметили некоторые тенденции. Снаряды, которые разбивались при ударе, например, те, которые вращались быстрее, с большей вероятностью разносили свои обломки дальше, чем те, что вращались медленнее. Ученые также обнаружили, что форма кратера, по крайней мере частично, зависела от прочности сцепления материала, из которого изготовлен ударный элемент. Они также отметили, что прочность соединения играет роль в определении того, попадает ли материал из ударного элемента на край кратера.
Исследователи говорят, что их модель может быть использована другими исследователями, изучающими конкретные кратеры, чтобы узнать больше о том, как могли возникнуть их особенности.
