Los impactos gigantes que dominan las últimas etapas de la formación planetaria tienen una amplia gama de consecuencias para los planetas jóvenes y sus atmósferas. según una nueva investigación.

Investigación dirigida por la Universidad de Durham y con la participación de la Universidad de Glasgow, tanto en el Reino Unido, ha desarrollado una forma de revelar la escala de la pérdida de atmósfera durante las colisiones planetarias basándose en simulaciones de supercomputadoras en 3-D.

Las simulaciones muestran cómo los planetas similares a la Tierra con atmósferas delgadas podrían haber evolucionado en un sistema solar temprano, dependiendo de cómo son impactados por otros objetos.

Usando la supercomputadora COSMA, parte de las instalaciones de Computación de alto rendimiento de DiRAC en Durham, financiado por el Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología (STFC), los investigadores ejecutaron más de 100 simulaciones detalladas de diferentes impactos gigantes en planetas similares a la Tierra, alterando la velocidad y el ángulo del impacto en cada ocasión.

Descubrieron que los impactos rasantes, como el que se cree que formó nuestra Luna, produjeron una pérdida atmosférica mucho menor que un impacto directo.

Las colisiones frontales y las velocidades más altas provocaron una erosión mucho mayor, a veces borrando la atmósfera por completo junto con parte del manto, la capa que se encuentra debajo de la corteza de un planeta.

Los hallazgos brindan una mayor comprensión de lo que sucede durante estos impactos gigantes, que los científicos saben que son eventos comunes e importantes en la evolución de los planetas tanto en nuestro sistema solar como más allá.

Los hallazgos se publican en el Diario astrofísico .

Se cree que nuestra Luna se formó hace unos 4.500 millones de años tras una colisión entre la Tierra primitiva y un impactador gigante, posiblemente del tamaño de Marte.

No se sabía cuánto de la atmósfera primitiva de la Tierra podría haber sobrevivido a este violento evento de impacto, o cómo cambiaría esto para diferentes escenarios de colisión.

En el caso de la Tierra, el planeta tuvo relativamente suerte con esta colisión:solo perdió entre el diez y el 50 por ciento de su atmósfera, según el escenario preciso.

El autor principal, el Dr. Jacob Kegerreis, cuya investigación fue parcialmente financiada por una beca de doctorado del STFC, en el Instituto de Cosmología Computacional, en la Universidad de Durham, dijo:"Sabemos que las colisiones planetarias pueden tener un efecto dramático en la atmósfera de un planeta, pero esta es la primera vez que hemos podido estudiar en detalle la amplia variedad de estos eventos violentos.

"A pesar de las consecuencias notablemente diversas que pueden provenir de diferentes ángulos y velocidades de impacto, Hemos encontrado una forma sencilla de predecir cuánta atmósfera se perdería.

"Esto sienta las bases para poder predecir la erosión atmosférica de cualquier impacto gigante, que alimentaría a los modelos de formación planetaria en su conjunto. Esto, a su vez, nos ayudará a comprender tanto la historia de la Tierra como planeta habitable como la evolución de los exoplanetas alrededor de otras estrellas ".

Los investigadores ahora están llevando a cabo cientos de simulaciones más para probar los efectos que podrían tener las diferentes masas y composiciones de los objetos en colisión.

Coautor Dr. Vincent Eke, en el Instituto de Cosmología Computacional, Universidad de Durham, dijo:"Por el momento, parece que la cantidad de atmósfera que pierde un planeta debido a estas colisiones depende de la suerte o la mala suerte que tengan en términos del tipo de impacto que sufren".

Dr. Luis Teodoro, coautor de la Universidad de Glasgow, dijo:"Nuestra investigación muestra cómo diferentes impactos pueden expulsar desde muy poco a toda una atmósfera a través de una variedad de mecanismos".