Wetenschappers gebruiken kraterverdelingen om de leeftijden van planetaire oppervlakken op rotsachtige lichamen te vertellen. Wetenschappers van het National Institute of Astrophysics in Rome zeggen dat kraterpatronen op de twee grootste asteroïden in de asteroïdengordel, Vesta en Ceres, kunnen helpen vaststellen wanneer Jupiter zich begon te vormen tijdens de evolutie van het vroege zonnestelsel. Hun onderzoek naar de kratergeschiedenis van de twee asteroïden - waarvan wordt aangenomen dat ze tot de oudste in het zonnestelsel behoren - geeft aan dat het type en de verspreiding van kraters in verschillende stadia van de ontwikkeling van Jupiter duidelijke veranderingen zouden vertonen.
De studie onderzocht de hypothese dat een van de asteroïden, of misschien beide objecten, tegelijkertijd met Jupiter werd gevormd en dat het bestuderen van hun kratergeschiedenis informatie zou kunnen opleveren over de geboorte van de gigantische planeet.
De simulatie van het team beschreef de vorming van Jupiter in drie fasen: een eerste aanwas van de kern, gevolgd door een fase van snelle gasaanwas. Dit wordt op zijn beurt gevolgd door een fase waarin de aangroei van gas vertraagt terwijl de gigantische planeet zijn uiteindelijke massa bereikt. Tijdens de laatste twee fasen begint de zwaartekracht van Jupiter steeds meer verre objecten te beïnvloeden. Voor elk van deze fasen simuleerde het team hoe Jupiter de banen van asteroïden en kometen vanuit het binnenste en buitenste zonnestelsel beïnvloedde, en de kans dat ze met Vesta of Ceres op een aanvaringspad terechtkwamen.
"We ontdekten dat de ontwikkelingsfase van Jupiter een groot verschil maakte in de snelheid van de impacts en de oorsprong van potentiële impactors", zegt Dr. Diego Turrini van het onderzoeksteam. "Wanneer de kern van Jupiter zijn kritische massa nadert, veroorzaakt dit een sterke toename van de lage-snelheidseffecten van kleine, rotsachtige lichamen die in de buurt van Vesta en Ceres draaien, wat leidt tot intense en uniforme kraterverdelingspatronen. Deze botsingen met lage snelheid hebben Vesta en Ceres mogelijk geholpen massa te verzamelen. Zodra de kern van Jupiter is gevormd en de planeet snel gas begint op te nemen, buigt het verder weg gelegen objecten af naar een aanvalsbaan met Ceres en Vesta en worden de inslagen energieker. Hoewel rotsachtige objecten van het binnenste zonnestelsel in dit stadium de dominante impactors zijn, maken de hogere energieën van botsingen met ijzige lichamen van het buitenste zonnestelsel de grootste indruk. ”
De derde fase van de formatie van Jupiter wordt gecompliceerd door een periode die bekend staat als het Late Zware Bombardement, dat ongeveer 3,8 - 4,1 miljard jaar geleden plaatsvond. Gedurende deze tijd werden een aanzienlijk aantal objecten, rijk aan organische verbindingen, uit het buitenste zonnestelsel geïnjecteerd op planeetkruisende banen met de gigantische planeten en mogelijk de asteroïdengordel bereikt. Bovendien wordt aangenomen dat Jupiter rond deze tijd in zijn baan is gemigreerd, wat een extra stroom van impactors op Vesta en Ceres zou hebben veroorzaakt.
Het team krijgt de gelegenheid om hun resultaten te bevestigen wanneer NASA's Dawn-ruimtemissie Vesta in 2011 bereikt en vervolgens verder vliegt naar Ceres in 2015. Dawn zal informatie verzamelen over de structuur en de oppervlaktemorfologie van de twee asteroïden en terugsturen afbeeldingen met een hoge resolutie van kraterpatronen. Hoewel wordt aangenomen dat de twee asteroïden dicht bij elkaar zijn gevormd, zijn ze behoorlijk verschillend. Vesta is een rotsachtig lichaam, terwijl Ceres grote hoeveelheden ijs zou bevatten.
"Als we bewijs kunnen zien van een onderliggend intens, uniform kraterpatroon, zal het de theorie ondersteunen dat een of beide van deze kleine planeten gevormd zijn tijdens de laatste fasen van Jupiter-aanwas, op voorwaarde dat ze niet worden vernietigd door het latere zware bombardement, 'Zei Turrini. "Dawn zal ook concentraties van organisch materiaal meten, wat ons meer informatie kan geven over de botsingsgeschiedenis met organisch-rijke objecten uit het buitenste zonnestelsel."
Het wetenschapsteam besprak hun resultaten op het European Planetary Science Congress in Potsdam, Duitsland.
Bron: Europlanet
