โดย โนลา เทย์เลอร์ เรดด์ เผยแพร่เมื่อ กุมภาพันธ์ 04, 2019
ภาพของศิลปินเกี่ยวกับการปะทะกันอย่างรุนแรงเซ็กซี่บาคาร่าที่ก่อตัวเป็นดวงจันทร์ของโลก การชนกันดังกล่าวสามารถอธิบายความแตกต่างที่น่าประหลาดใจในซูเปอร์เอิร์ธและซูเปอร์เนปจูนที่ใหญ่กว่า (เครดิตภาพ: นาซา)การชนกันอย่างรุนแรงอาจอธิบายความแตกต่างในดาวเคราะห์หินขนาดยักษ์รอบดาวฤกษ์ดวงอื่น
การศึกษาใหม่ชี้ให้เห็นว่าความร้อนที่เกิดจากวัสดุที่ทุบเข้าไปในดาวเคราะห์มีบทบาทสําคัญ
ในการกําจัดชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์บางส่วนหรือทั้งหมด ขนาดที่หลากหลายสําหรับดาวเคราะห์น้อยที่อันตรายถึงตายเหล่านี้จะอธิบายความแตกต่างที่เห็นในโลกหินขนาดใหญ่กว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์ล่าดาวเคราะห์ของนาซาเผยให้เห็นโลกจํานวนมหาศาลที่มีขนาดระหว่างโลกและดาวเนปจูนในวงโคจรที่ค่อนข้างสั้น จากการคํานวณความหนาแน่นของดาวเคราะห์นักดาราศาสตร์ได้เรียนรู้ว่าหลายคนดูเหมือนจะมีชั้นบรรยากาศไฮโดรเจนฮีเลียมขนาดใหญ่ อย่างไรก็ตามบรรยากาศเหล่านี้ดูเหมือนจะมีหลายรสชาติซึ่งบ่งชี้ว่ามีบางอย่างเกิดขึ้นกับโลกหลังจากการก่อตัวของดาวเคราะห์ [เรื่องเล่าจากคลังดาวเคราะห์นอกระบบ: วิธีที่นาซาติดตามโลกต่างดาว]
”ผลกระทบขนาดยักษ์มีประสิทธิภาพมากในการลดหรือกําจัดซองไฮโดรเจนหรือฮีเลียม” John Biersteker กล่าวกับเพื่อนร่วมงานของเขาเมื่อเดือนที่แล้วในการประชุมครึ่งปีครั้งที่ 233 ของสมาคมดาราศาสตร์อเมริกันในซีแอตเทิล Biersteker นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ได้ศึกษาว่าผลกระทบจากเศษหินส่งผลกระทบต่อชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ดวงเล็กอย่างไร เขาพบว่าผลกระทบสามารถสร้างโลกได้หลายประเภท
”กระบวนการนี้ยังสามารถให้ผลลัพธ์ที่หลากหลาย” Biersteker “สิ่งนี้ทําให้ผลกระทบขนาดยักษ์เป็นคําอธิบายที่ดีสําหรับการกระจายที่สังเกตได้บางส่วนสําหรับองค์ประกอบของซูเปอร์เอิร์ธ”
การเอาชนะดาวเคราะห์
หลังจากเกิดดาวฤกษ์วงแหวนที่เต็มไปด้วยฝุ่นและก๊าซที่ทิ้งไว้เบื้องหลังจะเริ่มกระบวนการสร้างดาวเคราะห์ เมื่อแรงโน้มถ่วงดึงชิ้นส่วนเข้าด้วยกันมากพอที่จะสร้างแกนกลางดาวเคราะห์แรกเกิดจะเริ่มรวบรวมไฮโดรเจนและฮีเลียมจากก๊าซที่เหลือสร้างชั้นบรรยากาศเบื้องต้น ดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ดาวฤกษ์มากอาจได้รับผลกระทบจากรังสีดาวฤกษ์ซึ่งทําให้ชั้นบนสุดของก๊าซร้อนขึ้นเพื่อให้มันหนีออกสู่อวกาศทําให้บรรยากาศบางลง
ในที่สุดก๊าซในดิสก์จะถูกกองลงบนดาวเคราะห์หรือถูกดาวฤกษ์กวาดออกไปทิ้งไว้ข้างหลังเพียงฝุ่นและหิน ผสมกันระหว่างเศษเล็กเศษน้อยและขนาดกลางเป็นแกนกลางที่ล้มเหลวซึ่งไม่สามารถเติบโตได้ใหญ่พอที่จะดึงดูดบรรยากาศได้ เมื่อวัตถุขนาดใหญ่เหล่านี้พุ่งเข้าใส่ดาวเคราะห์การชนกันสามารถพัดชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ออกสู่อวกาศได้ การชนกันหนึ่งครั้งดังกล่าวช่วยก่อตัวเป็นดวงจันทร์ของโลก
โลกใบเล็กยังคงมีเสื้อคลุมหลอมเหลวที่สามารถทําให้การชนกันง่ายขึ้นเพื่อขจัดบรรยากาศของมัน (เครดิตภาพ: M. Kornmesser/ฮับเบิล/ESO)”ผลกระทบขนาดยักษ์เป็นส่วนหนึ่งของการก่อตัวของระบบเหล่านี้” Bierstekerปรากฎว่าคุณไม่จําเป็นต้องมีแกนกลางขนาดใหญ่เพื่อลบชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์อย่างสมบูรณ์ ด้วยการจําลองผลกระทบที่หลากหลาย Biersteker พบว่าวัตถุเพียงหนึ่งในสิบของมวลของดาวเคราะห์สามารถระเบิดได้ทุกที่ตั้งแต่ 50 ถึง 100 เปอร์เซ็นต์ของไฮโดรเจนและฮีเลียมที่อยู่รอบโลก
เยาวชนของดาวเคราะห์ดวงหนึ่งอาจต่อต้านมันเช่นกันเมื่อพูดถึงการยึดมั่นในชั้นบรรยากาศ เมื่อดาวเคราะห์ยังเล็ก – เพียงไม่กี่สิบล้านปี – แกนกลางของมันยังคงหลอมเหลวเต็มที่โดยไม่มีเปลือกโลกเพื่อป้องกันมันจากชั้นบรรยากาศ เนื่องจากบรรยากาศที่ร้อนขึ้นนั้นยากที่จะยึดมั่นจึงไม่ได้ส่งผลกระทบมากนักในการขจัดบรรยากาศบางส่วนออกไป วัตถุที่พุ่งชนเข้ากับดาวเคราะห์จะเพิ่มพลังงานในรูปแบบของความร้อนทําให้ชั้นบรรยากาศถูกพัดพาไปมากขึ้น
Biersteker ยังพบว่าพลังงานที่เกิดจากผลกระทบนั้นสําคัญกว่ามวลของสิ่งที่ชนเข้ากับมัน นั่นหมายความว่าดาวเคราะห์น้อยขนาดเล็กที่เคลื่อนที่เร็วอาจลอกไฮโดรเจนและฮีเลียมออกได้มากกว่าวัตถุขนาดกลางที่ช้ากว่า มุมที่อิมแพคเตอร์กระทบโลกอาจส่งผลต่อพลังงานของการกระแทกได้เช่นกัน — การชนกันแบบตัวต่อตัวนั้นอันตรายกว่าไซด์สวิป
”เราสามารถคาดหวังผลกระทบที่หลากหลายได้” Bierstekerเมื่อผลกระทบแต่ละครั้งลอกออกในเปอร์เซ็นต์ของชั้นบรรยากาศที่แตกต่างกันการชนกันสามารถสร้างความหนาแน่นของดาวเคราะห์นอเซ็กซี่บาคาร่า
