Nel primo sistema solare, pianeti terrestri come Mercurio, Venere, Si pensa che la Terra e Marte si siano formati da planetesimi, piccoli pianeti primitivi. Questi primi pianeti sono cresciuti nel tempo, attraverso collisioni e fusioni, per renderli delle dimensioni che hanno oggi.

Si pensa comunemente che il materiale rilasciato da queste violente collisioni sia fuggito e abbia orbitato intorno al sole, bombardando i pianeti in crescita e alterando la composizione della cintura di asteroidi. Ma la cintura di asteroidi non sembra contenere tracce di questi detriti da impatto, che è un mistero che ha lasciato perplessi gli astronomi e gli astrofisici per decenni.

Due ricercatori della School of Earth and Space Exploration dell'Arizona State University, l'ex borsista NewSpace Postdoctoral Travis Gabriel e lo studente di dottorato Harrison Allen-Sutter, erano incuriositi da questa discrepanza e hanno iniziato a creare simulazioni al computer di fascia alta delle collisioni, con risultati sorprendenti.

"La maggior parte dei ricercatori si concentra sugli effetti diretti degli impatti, ma la natura dei detriti è stata sottovalutata, "Ha detto Allen-Sutter.

Invece di creare detriti rocciosi, le simulazioni hanno mostrato che grandi collisioni tra pianeti vaporizzano le rocce in gas. A differenza dei detriti solidi e fusi, questo gas sfugge più facilmente al sistema solare, lasciando poche tracce di questi eventi devastanti.

Il loro lavoro, che è stato pubblicato nel Lettere per riviste astrofisiche , fornisce una potenziale soluzione a questo paradosso decennale, soprannominato il "problema del mantello mancante" o la "grande carenza di duniti".

"Si è capito da tempo che sono necessarie numerose grandi collisioni per formare Mercurio, Venere, Terra, la luna e forse Marte, "disse Gabriele, chi è il ricercatore principale di questo progetto. "Ma l'enorme quantità di detriti da impatto prevista da questo processo non si osserva nella fascia degli asteroidi, quindi è sempre stata una situazione paradossale".

I loro risultati possono anche aiutarci a capire meglio come si è formata la luna, che si pensa sia nato a seguito di una collisione che ha rilasciato detriti nel sistema solare.

"Dopo essersi formato da detriti legati alla Terra, la luna sarebbe stata anche bombardata dal materiale espulso che orbita attorno al sole nei primi cento milioni di anni circa dell'esistenza della luna, " disse Gabriel. "Se questi detriti erano solidi, potrebbe compromettere o influenzare fortemente la formazione precoce della luna, soprattutto se la collisione è stata violenta. Se il materiale era sotto forma di gas, però, i detriti potrebbero non aver influenzato affatto la prima luna."

Gabriel e Allen-Sutter sperano di continuare questa linea di ricerca per saperne di più non solo sui nostri pianeti, ma anche la grande popolazione di pianeti osservati al di fuori del nostro sistema solare.

"Ci sono prove crescenti che alcune osservazioni del telescopio potrebbero aver ripreso direttamente detriti da impatto giganti attorno ad altre stelle, " ha detto Gabriel. "Dato che non possiamo tornare indietro nel tempo per osservare le collisioni nel nostro sistema solare, queste osservazioni astrofisiche di altri mondi sono per noi un laboratorio naturale per testare ed esplorare la nostra teoria".