Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Udało się wyjaśnić zagadkę bombardowania Księżyca sprzed 3,9 miliardów lat

Recommended Posts

Powierzchnia Księżyca pełna jest kraterów uformowanych przez uderzenia asteroid. Badania skał pokazały, że asteroidy masowo opadały na powierzchnię Księżyca przed około 3,9 miliardami lat. Stworzono więc teorię o Wielkim Bombardowaniu. Jednak dotychczas nie wiadomo było, skąd pochodziły skały, które zbombardowały Księżyc.

Naukowcy rozważali dwie hipotezy dotyczące źródła asteroid. Jedna z nich mówiła, że były one pozostałością po głównym okresie formowania się Ziemi. Zgodnie zaś z drugą, przed około 3,9 miliardami lat w wyniku niestabilności orbit gazowych olbrzymów (Neptuna, Urana, Saturna i Jowisza) w wewnętrznych obszarach Układu Słonecznego doszło do gwałtownego zwiększenia liczby komet i asteroid pochodzących z obszarów zewnętrznych.

Paleontolodzy z Uniwersytetu w Münster przeprowadzili bardzo precyzyjne pomiary izotopów z księżycowych skał powstałych w wyniku bombardowania. Badania wykazały, że nie doszło do żadnego gwałtownego wzrostu częstotliwości uderzeń, a za zbombardowanie Księżyca odpowiadały pozostałości po formowaniu się Ziemi.

Uczeni skupili się przede wszystkim na badaniu rutenu i molibdenu, gdyż pierwiastki te wykazują zmiany w składzie izotopowym zależne od miejsca pochodzenia w Układzie Słonecznym. Nasze badania wykazały, że Księżyc został zbombardowany przez ten sam materiał, z którego powstała Ziemia i Księżyc, mówi główna autorka badań, doktor Emily Worsham. Kratery księżycowe są więc pozostałościami po ciągłym bombardowaniu asteroidami pochodzącymi z okresu formowania się naszej planety.

Takie wyniki pozwoliły też wykluczyć hipotezę o nagłym wzroście intensywności bombardowania. Rodzi się więc tutaj pytanie, dlaczego większość materiału w próbkach księżycowych pochodzi sprzed 3,9 miliarda lat. Już wcześniej wskazywano, że badane dotychczas skały księżycowe to materiał pochodzący w większości z jednego basenu uderzeniowego, Mare Imbrium, wyjaśnia Worsham.

Z obliczeń wiemy, że w pewnym momencie historii Układu Słonecznego doszło do zmian gazowych olbrzymów, co spowodowało, że do obszarów wewnętrznych Układu trafiło wiele materiału z zewnętrznych części. Wydarzenie to musiało mieć miejsce wcześniej niż dotychczas sądziliśmy. Nie znaleźliśmy bowiem żadnych dowodów na uderzenia komet czy asteroid pochodzących z zewnętrznych obszarów, dodaje profesor Thorsten Kleine. Zmiana orbit olbrzymów miała więc prawdopodobnie miejsce podczas głównego okresu formowania się Ziemi, czyli w ciągu pierwszych 100 milionów lat istnienia Układu Słonecznego. Takie datowanie zgadza się z najnowszymi modelami dynamicznymi. To jednocześnie pokazuje, że planety takie jak Ziemia zostają wzbogacone w wodę z zewnętrznych części układu dość wcześnie. Wcześnie więc powstają warunki do pojawienia się życia, stwierdza Kleine.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Klimat Ziemi przechodził zmienne koleje losu, od bardzo gorącego po epoki lodowe. Mimo to życie na naszej planecie przetrwało 3,7 miliarda lat. Badacze z MIT potwierdzili właśnie, że Ziemia posiada działający na przestrzeni setek tysięcy lat mechanizm regulacji, dzięki któremu nie dochodzi do katastrofalnych zmian klimatu, które mogłyby zakończyć historię życia.
      Naukowcy od dawna podejrzewali, że cykl węglanowo-krzemianowy odgrywa ważną rolę w ziemskim obiegu węgla. Polega on na wiązaniu atmosferycznego CO2 przez skały. Teraz udało się zdobyć bezpośrednie dowody, że działa on w skali geologicznej jak stabilizator klimatu.
      Nowe dowody opierają się na badaniach danych paleoklimatycznych i zmianach średnich temperatur na Ziemi na przestrzeni ostatnich 66 milionów lat. Naukowcy z MIT przeprowadzili analizy matematyczne, by sprawdzić, czy pojawi się jakiś wzorzec, który wskazywałby na istnienie mechanizmu stabilizującego globalne temperatury w skali geologicznej. I taki wzorzec znaleźli. Pojawia się on na przestrzeni setek tysięcy lat, co jest zgodne ze skalą, w jakiej powinien działać mechanizm stabilizujący wywoływany przez wietrzenie krzemianów.
      Z jednej strony to dobra wiadomość, bo dzięki temu wiemy, że obecne globalne ocieplenie zostanie zniwelowane za pomocą tego mechanizmu. Jednak z drugiej strony, potrwa to setki tysięcy lat, a to zbyt wolno, by rozwiązać nasze obecne problemy, mówi Constantin Arnscheidt z MIT. Jest on, wraz z profesorem Danielem Rothmanem, współautorem badań.
      Naukowcy już wcześniej widzieli pewne oznaki działania mechanizmu stabilizującego. Analizy chemiczne starych skał wskazywały bowiem, że przepływ węgla ze skorupy ziemskiej i do niej jest dość zrównoważony, nawet gdy dochodzi do znacznych zmian temperatur na Ziemi. Modele obliczeniowe wskazywały, że proces wietrzenia krzemianów może w pewnym stopniu stabilizować klimat. Ponadto sam fakt, że życie na Ziemi przetrwało miliardy lat sugerował istnienie jakiegoś wbudowanego, geologicznego, mechanizmu zapobiegającego ekstremalnym zmianom temperatury.
      Mamy planetę, której klimat poddany był wielu dramatycznym zmianom. Dlaczego życie je przetrwało? Jedno z wyjaśnień brzmi, że musi istnieć jakiś mechanizm stabilizujący temperatury w zakresie zdanym dla życia. Jednak dotychczas nikt nie przedstawił dowodów, że taki mechanizm bez przerwy kontroluje klimat naszej planety, wyjaśnia Arnscheidt.
      Rothman i Arnscheidtprzjrzeli się danym dotyczącym zmian temperatury na Ziemi. Informacje na ten temat pochodziły zarówno z analiz składu chemicznego muszli sprzed milionów lat, jak i z badań rdzeni lodowych. Nasze badania były możliwe tylko dzięki temu, że nauka dokonała olbrzymiego postępu w dziedzinie zwiększenia rozdzielczości danych temperaturowych. Dysponujemy więc zapisem z ostatnich 66 milionów lat, w którym poszczególne punkty pomiaru temperatury są oddalone od siebie najwyżej o kilka tysięcy lat, wyjaśniają uczeni.
      Naukowcy wykorzystali stochastyczne równania różniczkowe, które są do poszukiwania wzorców w zestawach wysoce zmiennych danych. Okazało się, że w ten sposób można przewidzieć co się będzie działo z klimatem, jeśli istnieje mechanizm go stabilizujący. To trochę podobne do pędzącego samochodu. Gdy naciśniemy hamulec, upłynie trochę czasu, zanim samochód się zatrzyma. To właśnie nasza skala, w której klimat – w wyniku działania tego mechanizmu – powraca do stanu stabilnego – wyjaśniają uczeni. Gdyby taki mechanizm nie istniał, zmiany temperatury powinny zwiększać się z czasem. Jednak tak się nie dzieje. W pewnym momencie mechanizm stabilizujący jest silniejszy i nie dochodzi do ekstremalnych zmian, zagrażających istnieniu życia na Ziemi. Skala tych zmian – wynosząca setki tysięcy lat – jest zgodna z przewidywaniami dotyczącymi skali działania cyklu węglowo-krzemianowego.
      Co ciekawe, naukowcy nie znaleźli żadnego mechanizmu, który stabilizowałby klimat w skali dłuższej niż milion lat. Zdaniem autorów badań, mieliśmy szczęście, że zmiany w tej skali nie były dotychczas ekstremalnie duże. Są dwie szkoły. Jedni mówią, że to przypadek, zdaniem innych – istnieje mechanizm stabilizujący. Na podstawie danych wykazaliśmy, że prawda prawdopodobnie leży po środku. Innymi słowy, istnieje mechanizm stabilizujący, ale i zwykłe szczęście odegrało rolę pomogło życiu na Ziemi przetrwać miliardy lat, wyjaśnia Arnscheidt.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Artemis I w końcu wystartowała. Po dwukrotnym przekładaniu startu i wielotygodniowych oczekiwaniach, rozpoczęła się misja, której celem jest podróż pojazdu załogowego Orion poza Księżyc i powrót na Ziemię.
      Silniki SLS zostały uruchomione o godzinie 7:47 czasu polskiego. Orion już oddzielił się od SLS i kontynuuje lot samodzielnie. Będzie się przy tym wspomagał jednym dużym silnikiem, który w najbliższym czasie zostanie uruchomiony dwukrotnie. W końcu, około 2 godzin od startu, silnik odłączy się od pojazdu, a Orion będzie kontynuował podróż. Przeleci około 2 milionów kilometrów i znajdzie się 450 600 kilometrów od Ziemi. To dalej niż jakikolwiek inny pojazd załogowy wysłany przez człowieka. Przeleci wokół Księżyca i wróci na naszą planetę. Jego podróż potrwał około 25,5 doby. Planuje się, że 11 grudnia wyląduje na powierzchni Pacyfiku niedaleko wybrzeży San Diego.
      Orion wejdzie w atmosferę z prędkością 39 400 km/h, a jego osłona termiczna rozgrzeje się do temperatury 2760 stopni Celsjusza. To połowa temperatury powierzchni Słońca. Dzięki tarciu atmosfery Orion zwolni do prędkości 520 km/h. Wtedy, w bardzo precyzyjnie ustalonej kolejności, rozwinie się 11 spadochronów, które spowolnią pojazd do 27 km/h i z taką prędkością uderzy on w powierzchnię oceanu.
      W czasie misji inżynierowie będą szczegółowo śledzili parametry pojazdu. Uzyskane w ten sposób informacje przydadzą się podczas planowanej na rok 2024 załogowej Artemis II. Podąży ona mniej więcej tą samą trasą, co Artemis I, ale z ludźmi na pokładzie. Kilka lat później będzie miała misja Artemis III, w ramach której ludzie powrócą na Księżyc.
      Obecnie (58 minut po starcie) Orion znajduje się w odległości niemal 404 000 kilometrów od Księżyca i się od niego oddala. Pojazd porusza się z prędkością niemal 24 000 km/h. Można go na bieżąco śledzić na uruchomionej przez NASA witrynie.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W ostatnią sobotę na Ziemię powrócił tajemniczy X-37B, znany też jako Orbital Test Vehicle (OTV). Napędzana energią słoneczną pojazd, który wyglądem przypomina prom kosmiczny, spędził w przestrzeni kosmicznej 908 dni. Była to już jego 6. misja. Poprzednia trwała 780 dni, a od czasu pierwszego wystrzelenia w 2010 roku X-37B przebywał poza Ziemią łącznie 3774 dni i przeleciał w tym czasie ponad 2 miliardy kilometrów.
      O najnowszej misji pojazdu wiadomo niewiele ponad to, że na jego pokładzie znajdował się moduł serwisowy, który prowadził eksperymenty na potrzeby Naval Research Laboratory, U.S. Air Force Academy i innych instytucji. Moduł oddzielił się od pojazdu przed rozpoczęciem manewru lądowania. Wiemy też, że X-37B wyniósł w przestrzeń kosmiczną satelitę FalconSat-8, który został zbudowany przez kadetów U.S. Air Force Academy we współpracy z Air Force Research Laboratory. Od października ubiegłego roku satelita ten znajduje się na orbicie.
      X-37B został wybudowany przez Boeinga na zamówienie United States Space Force. Pojazd ma 8,8 metra długości i jest autonomiczny. Przypomina promy kosmiczne, które były jednak znacznie większe. Miały bowiem 37 metrów długości i były pilotowane przez ludzi.
      U.S. Space Force prawdopodobnie posiada dwa takie pojazdy. Dotychczas odbyły one sześć misji, a każda była dłuższa od poprzedniej. Ta ostatnia, OTV-6, rozpoczęła się 17 maja 2020 roku i zakończyła 12 listopada 2022 roku.
      Space Force i Boeing informują, że X-37B to głównie platforma testowa, która pozwala na sprawdzenie, jak różnego typu ładunek znosi długotrwały pobyt w przestrzeni kosmicznej. To, co OTV zabiera na pokład jest w znacznej mierze tajne. Nie są też podawane informacje na temat orbity pojazdu, z góry też nie wiemy, jak długo potrwa każda z misji.
      Od czasu do czasu wojskowi zdradzają jednak niektóre szczegóły. Dzięki temu wiemy, że w ramach OTV-6 testowano Photovoltaic Radio-frequency Antenna Module zbudowany przez Naval Research Laboratory, laboratorium badawcze Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych i Korpusu Marines. To urządzenie wielkości pudełka pizzy, którego zadaniem jest zamiana energii słonecznej na mikrofale i przesłanie ich na Ziemię. Eksperymenty tego typu przybliżają moment budowy efektywnych elektrowni fotowoltaicznych na orbicie i przesyłania z nich prądu na Ziemię.
      Na pokładzie OTV-6 prowadzono też, na zlecenie NASA, badania nad długotrwałym przebywaniem nasion w przestrzeni kosmicznej oraz wpływem środowiska pozaziemskiego na różne materiały.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Dzięki teleskopowi Gemini North na Hawajach udało się wykryć najbliższą Ziemi czarną dziurę. Obiekt Gaia BH1 ma masę 10-krotnie większą od Słońca i znajduje się w odległości 480 parseków (ok. 1560 lat świetlnych) od Ziemi w Gwiazdozbiorze Wężownika.
      Dziurę odkryto dzięki temu, że krąży wokół niej żółty karzeł typu widmowego G o masie 0,93 mas Słońca i metaliczności podobnej do słonecznej. Jest to więc gwiazda tego samego typu, co Słońce. Weź Układ Słoneczny, wsadź czarną dziurę tam, gdzie jest Słońce, a Słońce tam, gdzie jest Ziemia i masz obraz tego układu, wyjaśnia główny autor badań Kareem El-Badry, astrofizyk z Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian i Instytutu Astronomii im. Maksa Plancka. Okres orbitalny gwiazdy wokół Gai BH1 wynosi aż 185,6 ziemskich dni, jest więc dłuższy niż jakikolwiek znany nam okres orbitalny w podobnym układzie.
      Wielokrotnie ogłaszano odkrycie podobnych systemów, jednak niemal wszystkie te stwierdzenia zostały z czasem obalone. Tutaj mamy pierwsze jednoznaczne odkrycie w naszej galaktyce gwiazdy typu słonecznego na szerokiej orbicie wokół czarnej dziury o masie gwiazdowej, dodaje El-Badry.
      Obecne modele astronomiczne nie wą w stanie wyjaśnić, w jaki sposób mógł powstać taki system. Przede wszystkim dlatego, że skoro mamy czarną dziurę o masie 10-krotnie większej od masy Słońca, to musiała ona powstać z gwiazdy o masie co najmniej 20-krotnie większej od masy Słońca. To oznacza, że mogła ona istnieć zaledwie przez kilka milionów lat. Jeśli zaś obie gwiazdy – czyli ta, która zamieniła się w czarną dziurę i ta, która wokół niej krąży – powstały w tym samym czasie, to bardziej masywna z gwiazd na tyle szybko powinna zmienić się w czerwonego olbrzyma, pochłaniając towarzyszącą gwiazdę, że towarzyszka nie zdążyłaby wyewoluować do etapu gwiazdy ciągu głównego podobnej do Słońca. Nie wiadomo, jak towarzyszka czarnej dziury przetrwała etap czerwonego olbrzyma drugiej z gwiazd. Modele teoretyczne, które zakładają taką możliwość, mówią, że gwiazda o masie Słońca powinna znajdować się na znacznie ciaśniejszej orbicie wokół czarnej dziury.
      To oznacza, że w naszym rozumieniu tworzenia się i ewolucji czarnych dziur w układach podwójnych znajdują się spore luki, co sugeruje, że istnienie niezbadana dotychczas populacja czarnych dziur w takich układach.
      Trzeba tutaj przypomnieć, że rok temu poinformowano, iż wokół czerwonego olbrzyma V723 Mon, w odległości 460 parseków (ok.1500 lat świetlnych) od Ziemi, krąży najbliższa nam czarna dziura. Po jakimś czasie okazało się, że w układzie tym nie ma czarnej dziury.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Większość współczesnych teorii dotyczących powstania Księżyca mówi, że miliardy lat temu w Ziemię uderzył obiekt wielkości Marsa, zwany Theią. W wyniku kolizji pojawiła się olbrzymia liczba szczątków, które krążąc wokół Ziemi przez miesiące i lata, uformowały Księżyc. Jednak autorzy autorzy najnowszych badań, w ramach których przeprowadzono symulację w wysokiej rozdzielczości, uważają, że Księżyc powstał... w ciągu kilku godzin.
      To otwiera całą gamę nowych możliwości badawczych dotyczących początku ewolucji Księżyca, mówi główny autor badań, Jacob Kegerris. Rozpoczęliśmy ten projekt, nie wiedząc, jakie będą wyniki symulacji w wysokiej rozdzielczości. Byliśmy niezwykle zaskoczeni faktem, że symulacje o standardowej rozdzielczości mogą dawać tak bardzo mylne odpowiedzi.
      Uczeni z należącego do NASA Ames Research Center przeprowadzili najbardziej szczegółową symulację dotyczącą powstania Księżyca czy też wyników innych wielkich kolizji. Wykazała ona, że symulacje o niższej rozdzielczości, biorące pod uwagę mniej danych, mogą omijać bardzo ważne aspekty i skutki takich kolizji.
      Jeśli chcemy zrozumieć proces powstawania księżyca musimy wziąć pod uwagę to, co o nim wiemy – jego masę, orbitę oraz szczegółowe wyniki analizy skał księżycowych – i stworzyć scenariusz, w wyniku którego zobaczymy taki Księżyc, jakim widzimy go obecnie.
      Wcześniejsze teorie dobrze wyjaśniały niektóre właściwości Srebrnego Globu, ale pozostawiały poważne luki. Jedną z takich tajemnic był skład księżycowych skał. Ich sygnatury izotopowe są bardzo podobne do sygnatur izotopowych skał z Ziemi, a odmienne od materiału z Marsa czy innych ciał niebieskich. To najprawdopodobniej oznacza, że materiał, z którego zbudowany jest Księżyc, pochodzi z Ziemi.
      Jedne z branych wcześniej pod uwagę scenariuszy zakładały, że po zderzeniu materiał z Thei trafił na orbitę Ziemi i wymieszał się z niewielką ilością materiału z Ziemi. Jednak w takim wypadku izotopowy skład Księżyca nie byłby aż tak bardzo podobny do składu Ziemi. Chyba, że Theia była pod tym względem do Ziemi podobna, co jest jednak mało prawdopodobne. Dlatego też znacznie bardziej prawdopodobnym scenariuszem jest ten, według którego Księżyc powstał głównie z materiału z górnych warstw skorupy ziemskiej. Istnieje też hipoteza mówiąca, że Księżyc powstał wewnątrz obracającej się kuli materiału odparowanego w wyniku kolizji. Jednak nie wyjaśnia ona obecnej orbity Księżyca.
      Najnowsza symulacja, pokazująca, że Księżyc uformował się bardzo szybko z materiału z Ziemi, wyjaśnia zarówno jego skład, jak i obecną orbitę. Wynika z niej, że Srebrny Glob utworzył się w ciągu kilku godzin, a jego jądro nie było całkowicie stopione. To wyjaśnia zarówno cienką skorupę oraz orbitę wokół naszej planety. Jest to najbardziej pełne wyjaśnienie obserwowanych obecnie właściwości Księżyca.
      Uczeni zaznaczają, że dokładne określenie, która z obecnie proponowanych hipotez jest tą prawdziwą będzie możliwe w przyszłości, gdy kolejne misje przywiozą pobrane z większych głębokości próbki z innych części Księżyca. Wówczas można będzie porównać wyniki badań próbek z proponowanymi scenariuszami.
      Prowadzone badania mają znaczenie nie tylko dla określenia ewolucji Księżyca, ale dla lepszego poznania kosmosu. Przestrzeń kosmiczna jest pełna kolizji i pozostałości po nich. Mają one olbrzymi wpływ na tworzenie się i formowanie układów planetarnych.


      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...