Ударный реактор Чиксулуб, как его называют, оставил после себя кратер у побережья Мексики, протяженностью 93 мили и глубиной 12 миль. Его разрушительное воздействие привело к внезапному и пагубному завершению правления динозавров, вызвав их внезапное массовое вымирание, а также гибель почти трех четвертей видов растений и животных, которые тогда жили на Земле.
Непреходящая загадка всегда заключалась в том, откуда возник астероид или комета, вызвавшие разрушение, и как они упали на Землю.
И теперь пара исследователей из Гарварда верят, что у них есть ответ.
В исследовании, опубликованном в Scientific Reports, Avi Loeb, Frank B. Бэрд-младший. Профессор наук в Гарварде и Амир Сирадж 21, концентратор астрофизики, выдвинули новую теорию, которая могла бы объяснить происхождение и путь этого катастрофического объекта и других подобных ему объектов.
Используя статистический анализ и гравитационное моделирование, Лоеб и Сирадж показывают, что значительная часть кометы, происходящей из облака Оорта, сферы обломков на краю Солнечной системы, была сбита с курса гравитационным полем Юпитера во время его орбиты. и послал близко к солнцу, чья приливная сила разбила части скалы. Это увеличивает количество комет, таких как Чиксулуб (произносится как Чикс-э-луб), потому что эти фрагменты пересекают орбиту Земли и попадают на планету каждые 250-730 миллионов лет или около того.
«По сути, Юпитер действует как своего рода автомат для игры в пинбол», – сказал Сирадж, который также является со-президентом Гарвардской группы студентов по исследованию и освоению космоса и получает степень магистра в Музыкальной консерватории Новой Англии. "Юпитер выводит эти долгопериодические кометы на орбиты, которые приближают их к Солнцу."
По его словам, именно из-за этого долгопериодические кометы, которым требуется более 200 лет для обращения по орбите вокруг Солнца, называются солнечными травами.
"Когда у вас есть эти солнечные травы, происходит не столько таяние, которое составляет довольно небольшую долю по сравнению с общей массой, сколько комета настолько близко к Солнцу, что та часть, которая ближе к Солнцу, кажется более сильной. гравитационное притяжение, чем та часть, которая находится дальше от Солнца, вызывая приливную силу ", – сказал он. "Вы получаете то, что называется приливным разрушением, и поэтому эти большие кометы, которые подходят очень близко к Солнцу, распадаются на более мелкие кометы. И, по сути, на своем пути есть статистическая вероятность того, что эти меньшие кометы упадут на Землю."
Расчеты теории Леба и Сираджа увеличивают вероятность столкновения долгопериодических комет с Землей примерно в 10 раз и показывают, что около 20 процентов долгопериодических комет становятся пожирателями Солнца. Это открытие согласуется с исследованиями других астрономов.
Пара утверждает, что их новая скорость удара согласуется с возрастом Чиксулуба, что дает удовлетворительное объяснение его происхождения и других подобных ему факторов.
«Наша статья дает основу для объяснения возникновения этого события», – сказал Лоеб. "Мы предполагаем, что на самом деле, если вы разобьете объект, когда он приблизится к солнцу, это может вызвать соответствующую частоту событий, а также тот вид удара, который убил динозавров."
Гипотеза Леба и Сираджа также может объяснить состав многих из этих ударников.
«Наша гипотеза предсказывает, что другие кратеры размером с Чиксулуб на Земле с большей вероятностью будут соответствовать ударнику с примитивным (углеродистым хондритом) составом, чем ожидалось от обычных астероидов главного пояса», – пишут исследователи в статье.
Это важно, потому что популярная теория происхождения Чиксулуба утверждает, что ударник является фрагментом гораздо более крупного астероида, который пришел из главного пояса, который представляет собой популяцию астероидов между орбитой Юпитера и Марса. Лишь около десятой части всех астероидов главного пояса имеют состав углеродистого хондрита, хотя предполагается, что он есть у большинства долгопериодических комет.
Доказательства, обнаруженные в кратере Чиксулуб и других подобных кратерах, предполагают, что они имели углеродистый хондрит.
Это включает в себя объект, который упал около 2 миллиардов лет назад и покинул кратер Вредефорт в Южной Африке, который является крупнейшим подтвержденным кратером в истории Земли, и ударник, который покинул кратер Жаманшин в Казахстане, который является крупнейшим подтвержденным кратером за последнее время. миллион лет.
Исследователи говорят, что данные о составе подтверждают их модель и что годы, в которые попали объекты, подтверждают как их расчеты скорости столкновения комет, разрушенных приливом, размером с Чиксулуб, так и более мелких, таких как ударник, создавший кратер Жаманшин. Говорят, что если их производить таким же образом, они будут падать на Землю каждые 250 000-730 000 лет.
Лоеб и Сирадж говорят, что их гипотезу можно проверить путем дальнейшего изучения этих кратеров, других, подобных им, и даже кратеров на поверхности Луны, чтобы определить состав ударников.
Отбор проб комет в космических миссиях также может помочь.
Помимо состава комет, новая обсерватория Вера Рубин в Чили, возможно, сможет увидеть приливные разрушения долгопериодических комет после того, как она начнет работать в следующем году.
"Мы должны видеть более мелкие фрагменты, приходящие на Землю чаще из облака Оорта", – сказал Леб. "Я надеюсь, что мы сможем проверить теорию, имея больше данных о долгопериодических кометах, получить более точную статистику и, возможно, увидеть доказательства некоторых фрагментов."
Леб сказал, что понимание этого не только важно для разгадки загадки истории Земли, но и может оказаться решающим, если такое событие снова будет угрожать планете.
«Должно быть, это было потрясающее зрелище, но мы не хотим видеть эту сторону», – сказал он.
Работа выполнена при частичной поддержке Гарвардской инициативы «Истоки жизни» и Фонда «Прорыв».