Mentre per gli esseri umani le costanti potrebbero essere la morte e le tasse, per i pianeti le costanti sono la gravità e le collisioni.

Brandon Johnson studia quest'ultimo, utilizzando le informazioni sugli impatti per comprendere la storia e la composizione di pianeti, lune, asteroidi e meteoriti in tutto il sistema solare.

"Il cratere da impatto è il processo di superficie più onnipresente che modella i corpi planetari", ha affermato Johnson. "I crateri si trovano su quasi tutti i corpi solidi che abbiamo mai visto. Sono uno dei principali motori del cambiamento nei corpi planetari. Guidano l'evoluzione delle croste planetarie. Tutti i pianeti e gli asteroidi sono stati costruiti da una serie di impatti. Lo studio degli impatti può aiutaci a determinare la composizione e la struttura dei pianeti."

In qualità di professore associato presso il Dipartimento di scienze della Terra, dell'atmosfera e dei pianeti del College of Science della Purdue University, Johnson ha studiato quasi tutti i principali corpi planetari del sistema solare. E la scala temporale della sua ricerca varia da impatti relativamente recenti a quasi l'inizio del sistema solare stesso.

La raccolta di indizi sulle collisioni aiuta Johnson a ricostruire l'ambiente in cui si sono verificate le collisioni, offrendo approfondimenti su come e quando si sono formati i corpi. La sua ricerca sta aiutando gli esseri umani a esplorare i corpi planetari nel sistema solare con solo fisica, matematica e un computer. Le missioni spaziali e le analisi di laboratorio forniscono una fornitura costante di nuovi dati e domande su cui lavorare.

"La maggior parte dei meteoriti contiene condrule, piccole particelle precedentemente fuse", ha detto Johnson. "In sostanza, studiando la formazione di condrili per impatto, possiamo capire meglio cosa stava succedendo nel nascente sistema solare. Ad esempio, sulla base di un impatto, siamo stati in grado di determinare che Giove si era già formato circa 5 milioni di anni dopo il primo sistema solare si solidifica, cambiando la linea temporale della nostra comprensione del sistema solare."

Johnson e il suo personale di laboratorio incorporano fattori noti sulla composizione e la fisica dei corpi planetari in complessi modelli computerizzati, eseguendo i modelli attraverso una serie di condizioni e confrontando i risultati con i fenomeni osservati. L'analisi dei movimenti e delle collisioni può offrire informazioni sulla composizione di asteroidi e meteoriti, aiutando gli scienziati a capire come elementi come l'acqua e il metallo sono distribuiti attraverso un sistema solare. Studiando crateri e bacini da impatto in luoghi come Plutone, Venere e lune ghiacciate, e la meccanica di altri processi che si verificano su Europa e asteroidi come Psiche, il suo team può capire di più sui loro interni; se hanno nuclei fusi e tettonica a zolle, per esempio, o se hanno oceani liquidi.

Il suo lavoro non abbraccia solo il sistema solare. Studia anche gli impatti più vicini a casa, compresi quelli sulla luna terrestre e gli impatti terrestri che potrebbero aver influenzato il modo in cui la crosta terrestre, l'atmosfera e la biosfera si sono evolute.

Uno strumento di calcolo dell'impatto online sviluppato dal compianto Jay Melosh, mentore di Johnson ed ex Distinguished Professor of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences, consente a chiunque di studiare gli impatti di varie rocce sulla Terra. Johnson e il suo team stanno ricostruendo lo strumento per una nuova generazione di studenti planetari.

La ricerca è stata pubblicata su Icarus .