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ヴェスタの衝突モデル

原惑星は大規模な衝突によって形づくられた



シミュレーションはヴェスタのいびつな形のでき方を示す。

Geoff Brumfiel
13 February 2013


大規模衝突(想像図)はヴェスタを現在のいびつな形にした。
Martin Jutzi


火星と木星の間にある小惑星帯で最大の天体の一つは二重の当て逃げの犠牲者だったと思われる。モデルはヴェスタが惑星規模の天体に二回衝突され、その表面に巨大な傷痕を残したことを示す。

しかしこの理論衝突は、それがヴェスタの構造について言うことに賛成しない科学者たちのあいだに衝突を引き起こしている。このモデルを記述する論文は今日Nature誌に発表された。

科学者たちは、直径約530キロメートルのヴェスタが45億年以上前の、太陽系が始まってから数百万年しか経っていない頃に形成されたと考えている。それは地球上で見られるのと似た火山岩に覆われてると思われ、その南半球にある巨大なクレーターは劇烈な過去をほのめかす。

「それはとてもクレーターと呼べるものじゃない――むしろそれは失われた南半球のほとんどだ」とアリゾナ州立大学(テンペ)の惑星物理学者、エーリク・アスファウ(Erik Asphaug)は話す。この10億年前の特徴は伝説上のローマのウェスタの巫女で、ローマ建国者のロームルスと彼の双子の弟レムスの母である、レア・シルウィア(Rhea Silvia)にちなんで、レアシルヴィア(Rheasilvia)と名づけられている。レアシルヴィアは、ほぼ同じ大きさでさらに古い第二のクレーターを部分的に消し去っている。

二回の事件
アスファウと彼の共同研究者たちは二回の連打がヴェスタの劇的な傷痕を説明すると考えている。チームは三次元コンピュータシミュレーションを走らせ、二つのクレーターの詳細な復元を試みた。彼らは球形のヴェスタから始め、それに直径60キロメートル以上の二つの岩石をぶつけた。

モデル化された衝突はヴェスタにそっくりな天体を作ったが、驚きをもたらした。予想によると、この衝突はヴェスタ表面の100キロメートル下から物質を噴出させ、この天体の中身を外に出したはずだ。ところが、アスファウによると、その表面に「従来内部物質と考えられているものは見られない」という。

とくに、地球のマントルに存在する岩石の一タイプでありヴェスタの内部にもあると考えられている、カンラン石のサインはない。アスファウのチームによると、それはヴェスタの地殻が少なくとも100キロメートルの厚さであり、そのマントルとコアはこれまでの考えより小さいことを示すという。アスファウはヴェスタが太陽系の惑星発達の初期段階に似ていると考えており、このモデルは地球などの岩質惑星がどのように形成されたかについての科学者たちの理解を変える可能性がある。

反対の衝突
しかし他の科学者たちは必ずしもそれを受け入れているわけではない。このコンピュータシミュレーションは「ヴェスタを再現してないように見える」とカリフォルニア大学ロサンジェルス校の惑星科学者、クリストファ・ラッセル(Christopher Russell)は話す。彼は2011-12年にヴェスタの周回軌道に入ったNASAのドーン・ミッションの中心研究者でもある。彼は、このモデルの予想とは違って、ヴェスタは内外を引っ繰り返すことなく衝突をやり過ごしたと思われる、と話す。そして彼は、クレーター周囲に集積した塵が深い衝突と調和するには少なすぎると続ける。

これらの理由により、彼はこの論文の深さ100キロメートルの衝突という予想はほぼ確実に間違っていると感じている。「もちろん仮にそれが正しかったとすると、それは革命的であり、ほぼすべての間違った考えが真実になってしまうだろう」と彼は話す。

このモデルは完全ではない、とイタリア国立天体物理学研究所(ローマ)の惑星科学者、マリア・クリスティナ・デ・サンクティス(Maria Cristina De Sanctis)は話す。しかし彼女によると、それが予想する形状はヴェスタとかなりよく一致するという。もしかすると、カンラン石は他の物質と混合されているために検出を難しくしているのかもしれない、と彼女は示唆する。全体として、「それは良いモデルであるように思える」

反論はあるが、アスファウはヴェスタの傷痕がどのようにしてついたのかについての彼の考えを擁護する。「我々は研究結果のうちの深く掘削する点をかなり確信している」と彼は話す。

Nature News
Proto-planet was shaped by massive collisions
Geoff Brumfiel, 13 February 2013
Nature doi:10.1038/nature.2013.12429

原論文
M. Jutzi, E. Asphaug, P. Gillet, J.-A. Barrat & W. Benz
The structure of the asteroid 4 Vesta as revealed by models of planet-scale collisions
Nature 494, 207–210 (14 February 2013), Published online 13 February 2013
doi:10.1038/nature11892
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