html текст
All interests
  • All interests
  • Design
  • Food
  • Gadgets
  • Humor
  • News
  • Photo
  • Travel
  • Video
Click to see the next recommended page
Like it
Don't like
Add to Favorites

Неровная поверхность разделила шлейф вокруг лунных кратеров на лучи

T. Sabuwala et al./ Physical Review Letters, 2018

Японские физики объяснили причину возникновения лучей у шлейфа закратерных выбросов, который образуется из сыпучего грунта при падении метеорита на поверхность различных небесных тел. Оказалось, что к такому эффекту приводит наличие на поверхности относительно упорядоченной структуры неровностей. Этот эффект впервые удалось смоделировать экспериментально в лабораторных условиях, пишут ученые в Physical Review Letters.

Вокруг кратеров, которые появились на многих небесных телах (например, на Луне или Марсе) в результате столкновения с метеоритами, можно обнаружить шлейф из выброшенного наружу сыпучего грунта, который лучами расходится в разные стороны. Форму этих шлейфов обычно связывают с рельефом поверхности, на которую упал метеорит, но точной взаимосвязи между ними ученым до сих пор установить не удавалось. Несмотря на то, что многие свойства кратеров уже получалось смоделировать экспериментально, просто бросая твердые шарики на поверхность из сыпучего материала, объяснить возможное образование шлейфа лучистой формы с помощью этих экспериментов до сих пор не удавалось. Во всех экспериментах при падении шарика в песок, песчинки разлетались равномерно по всем направлениям, но никаких лучей при этом не появлялось.

Фотографии кратеров с «лучистым» шлейфом на поверхности Луны (слева) и Марса (справа)

NASA

Физики из Окинавского института науки и технологии под руководством Пинаки Чакраборти (Pinaki Chakraborty) предположили, что к возникновению лучей в шлейфе закратерных выбросов может приводить наличие на поверхности периодических неровностей — например борозд или возвышенностей. Чтобы проверить это предположение, физики провели модельный эксперимент, в котором твердый стальной шарик диаметром от 2,5 до 10 сантиметров бросали на сыпучую поверхность, состоящую из микрометровых стеклянных шариков. При этом на эту поверхность была нанесена гексагональная сетка из бороздок с периодом в несколько (от 2 до 15) раз меньше диаметра шарика.

Авторы отмечают, в реальности падение метеорита на поверхность происходит с гиперзвуковой скоростью, которая больше скорости распространения звуковых волн в песке, однако значительная часть энергии при этом теряется за счет трения. Поэтому многие физические эффекты можно наблюдать и в упрощенной модели, в которой шарик падает с более низкой скоростью — менее 100 метров в секунду. Однако чтобы показать, что полученные в таком эксперименте данные действительно отражают реальную ситуацию, дополнительно физики провели численное моделирование, в котором столкновение происходило с гиперзвуковой скоростью.

Форма образовавшегося шлейфа при различном соотношении между диаметром шарика и периодом гексагональной решетки бороздок. Сверху представлены результаты эксперимента, снизу — результаты моделирования

T. Sabuwala et al./ Physical Review Letters, 2018

Зависимость числа лучей от соотношения между диаметром шарика и периодом гексагональной решетки бороздок. Разным цветом обозначены данные экспериментов с шариками разного размера

T. Sabuwala et al./ Physical Review Letters, 2018

Оказалось, что наличие на поверхности упорядоченной системе гексагональных бороздок с периодом меньше размера шарика действительно приводит к выбросу наружу частиц сыпучей среды в виде отдельных лучей. Чем больше отношение диаметра шарика к периоду текстуры — тем больше лучей будет формироваться. В случае, если поверхность абсолютно плоская, никаких лучей не будет вовсе.

При этом аналогичный эффект наблюдается и в том случае, если неровности на поверхности не упорядочены, но все-таки имеют какой-то характерный размер. В таком случае и шлейф после падения будет несимметричным, но лучи в нем все равно будут формироваться.

Авторы работы отмечают, что до этого лучистый шлейф удавалось смоделировать лишь в любительских экспериментах, но лаборатории этот эффект не наблюдался. Причиной этого физики считают слишком тщательную подготовку условий лабораторных экспериментов: все поверхности в них были тщательно выровнены, из-за чего происходило формирование равномерного шлейфа. В свою очередь, наличие небольших неровностей по всей поверхности в любительских экспериментах приводило к образованию у шлейфа лучей.

На основании полученных экспериментальных и расчетных данных ученые построили модель, которая связывает, например, соотношение размеров шарика и неровностей на поверхностей с количеством, формой и длиной лучей в шлейфе. С помощью этой модели авторы проанализировали и параметры кратера Кеплера на поверхности Луны, и оценили примерный радиус метеорита, которые привел к его появлению. Полученное значение (примерно 3,4 километра) хорошо согласуется и с другими данными о его размере.

В будущем ученые планируют доработать предложенную модель, чтобы с помощью нее можно было оценивать и другие параметры столкновения, например скорость и энергию метеорита во время падения.

Стоит отметить, что физическое моделирование кратеров, гор и дюн, которые образуются на поверхности небесных тел из сыпучих веществ, часто становится источником информации о том, что происходит на других планетах. Например, с помощью численного моделирования и экспериментальных иссследований с использованием аэродинамической трубе ученые определили, что причиной появления асимметричных гор в середине марсианских кратеров стали турбулентные атмосферные потоки. А по расположению и формам дюн на поверхности Плутона и Марса ученые могут сделать выводы об эволюции атмосферы, ее составом и основным направлением ветра.

Александр Дубов

Читать дальше
Twitter
Одноклассники
Мой Мир

материал с nplus1.ru

3

      Add

      You can create thematic collections and keep, for instance, all recipes in one place so you will never lose them.

      No images found
      Previous Next 0 / 0
      500
      • Advertisement
      • Animals
      • Architecture
      • Art
      • Auto
      • Aviation
      • Books
      • Cartoons
      • Celebrities
      • Children
      • Culture
      • Design
      • Economics
      • Education
      • Entertainment
      • Fashion
      • Fitness
      • Food
      • Gadgets
      • Games
      • Health
      • History
      • Hobby
      • Humor
      • Interior
      • Moto
      • Movies
      • Music
      • Nature
      • News
      • Photo
      • Pictures
      • Politics
      • Psychology
      • Science
      • Society
      • Sport
      • Technology
      • Travel
      • Video
      • Weapons
      • Web
      • Work
        Submit
        Valid formats are JPG, PNG, GIF.
        Not more than 5 Мb, please.
        30
        surfingbird.ru/site/
        RSS format guidelines
        500
        • Advertisement
        • Animals
        • Architecture
        • Art
        • Auto
        • Aviation
        • Books
        • Cartoons
        • Celebrities
        • Children
        • Culture
        • Design
        • Economics
        • Education
        • Entertainment
        • Fashion
        • Fitness
        • Food
        • Gadgets
        • Games
        • Health
        • History
        • Hobby
        • Humor
        • Interior
        • Moto
        • Movies
        • Music
        • Nature
        • News
        • Photo
        • Pictures
        • Politics
        • Psychology
        • Science
        • Society
        • Sport
        • Technology
        • Travel
        • Video
        • Weapons
        • Web
        • Work

          Submit

          Thank you! Wait for moderation.

          Тебе это не нравится?

          You can block the domain, tag, user or channel, and we'll stop recommend it to you. You can always unblock them in your settings.

          • nplus1.ru
          • физика
          • эволюция
          • луна
          • ученые
          • метеорит
          • эксперименты
          • домен nplus1.ru

          Get a link

          Спасибо, твоя жалоба принята.

          Log on to Surfingbird

          Recover
          Sign up

          or

          Welcome to Surfingbird.com!

          You'll find thousands of interesting pages, photos, and videos inside.
          Join!

          • Personal
            recommendations

          • Stash
            interesting and useful stuff

          • Anywhere,
            anytime

          Do we already know you? Login or restore the password.

          Close

          Add to collection

             

            Facebook

            Ваш профиль на рассмотрении, обновите страницу через несколько секунд

            Facebook

            К сожалению, вы не попадаете под условия акции