I solsystemets ungdom för drygt 3,9 miljarder år sedan kolliderade stora stenar, mindre klot och planeter ofta med varandra.
En sådan kollision bildade exempelvis månen, då ett klot i Mars storlek krockade med jorden.
Just nu kretsar jorden runt solen i en bana som ser ut att vara oförstörd i många hundratals år framöver, det vill säga så långt fram i tiden som astronomerna kan se. Lyckligtvis. En kollision liknande den som skapade månen skulle nämligen kunna få både atmosfär och delar av jorden att försvinna. Det visar en ny studie.
Brittiska astronomer har med hjälp av superdatorn COSMA tagit fram 3D-animeringar som för första gången illustrerar planetkollisionen så pass detaljerat att nedslagens betydelse för beboeliga planeter kan sättas in en formel.
Se jordliknande planeter braka ihop och få katastrofala konsekvenser:
Ett nedslag kan avlägsna jordens atmosfär
I superdatorn omvandlas ett jordliknande klot och ett kolliderande objekt till 3D-sfärer bestående av 100 miljoner partiklar. En färgkod visar om den enskilda partikeln är en del av atmosfären, manteln eller kärnan.
Därefter genomför astronomerna drygt 100 olika simuleringar av kollisioner för att undersöka hastighetens och vinkelns betydelse för omfattningen av atmosfärförlusten.
Nedslagen är tillräckligt kraftiga för att vrida ur gasmolekylerna i atmosfären – kväve, syre, argon och en del växthusgaser – från gravitationens grepp. Förlusten av atmosfär ökar gradvis med hastigheten och vinkeln.
Månen uppstod efter näradödenupplevelse på jorden
Jordens följeslagare månen antas ha sitt ursprung i en kollision med jorden. COSMA:s visualiseringar visar att kollisionen kan ha avlägsnat mellan 10 och 50 procent av jordens dåvarande atmosfär.
Nedslaget (i vänster hörn) och effekten av en kollision liknande den som skapade månen.
En mer frontal kollision hade kunnat utplåna hela atmosfären och även en del av manteln – lagret under planetens skorpa – som uppenbarligen skulle vara katastrofalt för livet på jorden i dag.
Astronomerna har nu satt superdatorn på att undersöka betydelsen av kosmiska kollisioner för ett stort antal andra planetbildningar och planetstorlekar. Den nya kunskapen om planetkollisioner ska ingå i modeller som förklarar alla led i komplexa planetbildningar.
Modellerna ska exempelvis öka förståelsen för vilken atmosfärisk sammansättning som skapade grogrunden för liv i jordens ungdom, och därmed var de bästa chanserna för att hitta beboeliga planeter i universum måste finnas.
Tidigare har superdatorn också avslöjat att en kollision med ett klot, dubbelt så stort som jorden, kan ha fått Uranus att hamna på sidan.