Cotidiano, La Tierra es bombardeada constantemente por alrededor de 100 toneladas de objetos que caen desde el espacio, principalmente polvo simple o partículas del tamaño de arena que se destruyen cuando golpean la atmósfera superior. Pero muy raramente una pieza lo suficientemente grande como para sobrevivir al intenso calor de la entrada logra caer hasta la superficie de la Tierra, donde su viaje galáctico termina con un golpe.

La mayoría de los meteoritos son tan pequeños que no hacen mella en el suelo. Rocas más grandes, sin embargo, dejan su huella en forma de cráteres de impacto en forma de cuenco. Un ejemplo famoso es el 50, Cráter Barringer de 000 años en Arizona, que tiene 1,2 kilómetros de ancho y 170 metros de profundidad. Pero se han observado cráteres de impacto no solo en la Tierra; Los científicos también los han espiado en Mercurio, Venus y Marte, en nuestra propia Luna, y en las lunas de Júpiter y Saturno.

Una característica de los cráteres ha desconcertado a los científicos durante décadas. La fuerza de impacto de un meteorito convierte el suelo en polvo y lanza ese polvo al aire en una trayectoria en forma de cono. El polvo volador se deposita alrededor del cráter para formar una manta. Pero, ¿por qué algunas mantas tienen forma de rayos? ¿Rayas radiales que se abren en abanico desde el centro del cráter como radios en una rueda?

En un nuevo estudio publicado en Cartas de revisión física , Los científicos de la Universidad de Graduados del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST) han simulado estos impactos extraterrestres para arrojar luz sobre cómo se forman estos misteriosos rayos de cráter.

"No se puede hacer un cráter real con un meteorito real, "dijo el profesor asociado Pinaki Chakraborty, líder de la Unidad de Mecánica de Fluidos de OIST, "pero puedes usar un análogo para simular lo que sucede". Un experimento simple ampliamente estudiado proporciona ese análogo:dejar caer una bola de metal pesado sobre un lecho de arena; la bola lanza arena formando un cráter rodeado por una manta. "El problema es que estos experimentos no producen rayos de cráter, "dijo el profesor Chakraborty.

Pero hay algunas excepciones curiosas. No fue hasta que el Dr. Tapan Sabuwala de la Unidad de Física Continuum (Prof. Gustavo Gioia) estaba viendo experimentos de caída de bolas de estudiantes de secundaria en YouTube un día que encontró la primera pista sobre lo que podría estar causando los rayos:" Estos experimentos son populares en las clases de ciencias. Me di cuenta de que algunos de sus experimentos producían rayos de cráter ".

Entonces, ¿cuál fue la característica única de estos experimentos? En una palabra:desorden. Los investigadores generalmente nivelan la superficie del lecho de arena antes de dejar caer la pelota, pero los videos mostraban a los estudiantes de la escuela saltándose ese paso. Bastante seguro, cuando el Dr. Sabuwala repitió el experimento de caída de la bola con una superficie irregular, los minimeteoritos formaban rayos de cráter. "Ese fue el momento eureka".

Todavía no estaba claro por qué los paisajes desiguales causaron la formación de rayos de cráter. Así que el equipo llevó a cabo un segundo experimento en un lecho de arena plano impreso con un patrón regular de valles de forma hexagonal. Tras el impacto, todos los valles que tocaban el borde de la bola producían un rayo. Carnicero cristiano un técnico en la Unidad de Mecánica de Fluidos de OIST, repitió el experimento con diferentes variables:"Cambiamos el tamaño de la pelota, la distancia entre los valles, la altura de caída de la pelota, los granos en la cama, etcétera, "dijo el Sr. Butcher. Las únicas variables que afectaron la cantidad de rayos producidos fueron el tamaño de la bola y la distancia entre los valles.

Para ver más de cerca el mecanismo detrás de los rayos del cráter, el equipo recurrió a las simulaciones por computadora. "La pelota impactante crea ondas de choque en la cama, ", dice el profesor Chakraborty." Las ondas de choque enfocan los granos de arena expulsados ​​de los valles a lo largo de rayas radiales para formar rayos ".

Habiendo aprendido cómo se forman los rayos del cráter, los científicos crearon un modelo teórico para predecir el número de rayos. Las predicciones del modelo coincidieron bien con los experimentos de mini meteoritos, permitiendo a los científicos predecir cómo se verían los patrones de rayos en las superficies rugosas de los planetas reales.

Y hubo otro giro emocionante en su modelo:también podría usarse para aprender sobre los meteoritos que crearon cráteres. Según la cantidad de rayos que tiene un cráter, los investigadores pueden calcular el diámetro del meteorito que lo creó.

"Podemos observar casi cualquier cráter con rayos con este modelo y aprender cómo se hizo, "dijo el profesor Chakraborty.