Ogni giorno, La Terra è costantemente bombardata da circa 100 tonnellate di oggetti che cadono dallo spazio, per lo più semplici particelle di polvere o sabbia che vengono distrutte quando colpiscono l'alta atmosfera. Ma molto raramente, un pezzo abbastanza grande da sopravvivere all'intenso calore di ingresso riesce a cadere fino alla superficie terrestre, dove il suo viaggio galattico termina con un urto.

La maggior parte dei meteoriti sono così piccoli da non intaccare il terreno. rocce più grandi, però, lasciano il segno sotto forma di crateri da impatto a forma di ciotola. Un esempio famoso è il 50, Cratere Barringer di 000 anni in Arizona, che è largo 1,2 chilometri e profondo 170 metri. Ma i crateri da impatto sono stati osservati non solo sulla Terra; gli scienziati li hanno anche spiati su Mercurio, Venere e Marte, sulla nostra Luna, e sulle lune di Giove e Saturno.

Una caratteristica dei crateri ha lasciato perplessi gli scienziati per decenni. La forza d'impatto di un meteorite trasforma il terreno in polvere e lancia quella polvere in aria in una traiettoria a forma di cono. La polvere volante si deposita intorno al cratere per formare una coperta. Ma perché alcune coperte hanno la forma di raggi - il lungo, striature radiali che si aprono a ventaglio dal centro del cratere come i raggi di una ruota?

In un nuovo studio pubblicato su Lettere di revisione fisica , scienziati dell'Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST) hanno simulato questi impatti extraterrestri per far luce su come si formano questi misteriosi raggi del cratere.

"Non puoi creare un vero cratere con un vero meteorite, ", ha affermato il Professore Associato Pinaki Chakraborty, capo dell'Unità di Meccanica dei Fluidi dell'OIST, "ma puoi usare un analogo per simulare ciò che accade." Un semplice esperimento ampiamente studiato fornisce quell'analogo:far cadere una palla di metallo pesante su un letto di sabbia; la palla scaglia la sabbia formando un cratere circondato da una coltre. "Il problema è che questi esperimenti non producono raggi di crateri, " ha detto il professor Chakraborty.

Ma ci sono alcune curiose eccezioni. Non è stato fino a quando il Dr. Tapan Sabuwala dell'Unità di Fisica del Continuum (Prof. Gustavo Gioia) ha guardato esperimenti di caduta della palla da studenti delle scuole superiori su YouTube un giorno che ha trovato il primo indizio su cosa potrebbe causare i raggi:" Questi esperimenti sono popolari nelle classi di scienze. Ho notato che alcuni dei loro esperimenti producevano raggi di crateri".

Quindi qual era la caratteristica unica di questi esperimenti? In una parola:disordine. I ricercatori generalmente livellano la superficie del letto di sabbia prima di far cadere la palla, ma i video mostravano gli studenti delle scuole che saltavano quel passaggio. Abbastanza sicuro, quando il dottor Sabuwala ha ripetuto l'esperimento della caduta della palla con una superficie irregolare, i mini-meteoriti producevano raggi di crateri. "Quello era il momento eureka."

Non era ancora chiaro perché i paesaggi irregolari causassero la formazione di raggi di crateri. Quindi il team ha condotto un secondo esperimento in un letto di sabbia piatto con impresso uno schema regolare di valli di forma esagonale. All'impatto, tutte le valli che toccavano il bordo della palla producevano un raggio. macellaio cristiano, un tecnico dell'Unità di Meccanica dei Fluidi dell'OIST, ripetuto l'esperimento con diverse variabili:"Abbiamo cambiato la dimensione della palla, la distanza tra le valli, l'altezza di caduta della palla, i grani nel letto, e così via, " disse il signor Butcher. Le uniche variabili che influivano sul numero di raggi prodotti erano la dimensione della palla e la distanza tra le valli.

Per uno sguardo più da vicino al meccanismo dietro i raggi del cratere, il team si è rivolto alle simulazioni al computer. "La palla che colpisce crea onde d'urto nel letto, "dice il prof Chakraborty. "Le onde d'urto focalizzano i granelli di sabbia espulsi dalle valli lungo strisce radiali per formare raggi".

Avendo appreso come si formano i raggi del cratere, gli scienziati hanno creato un modello teorico per prevedere il numero di raggi. Le previsioni del modello combaciavano bene con gli esperimenti sui mini-meteoriti, permettendo agli scienziati di prevedere come apparirebbero i modelli di raggi sulle superfici ruvide dei pianeti reali.

E c'era un'altra svolta entusiasmante nel loro modello:potrebbe anche essere usato per conoscere i meteoriti che hanno creato i crateri. In base a quanti raggi ha un cratere, i ricercatori possono calcolare il diametro del meteorite che lo ha creato.

"Possiamo guardare quasi tutti i crateri raggiati con questo modello e scoprire come è stato realizzato, " ha detto il professor Chakraborty.