(a) Cratères sur la lune terrestre (au milieu, avec un cratère plus petit en forme d'arc à l'intérieur, se trouve le cratère Poinsot). (b) Cratères de Vesta, avec un cratère récent de 20 km de diamètre en haut de l'image. (c) Disposition de la configuration numérique. (d) Le cratère de 445 km de diamètre sur la lune Téthys de Saturne. (e) Le cratère de 76 mm de diamètre obtenu numériquement à partir de l'impact d'une sphère d'acier de 25 mm de diamètre tombant de 50 mm sur un lit de particules (sphères de verre de diamètre moyen 1 mm). (f) Topographie (élévation) d'un cratère formé par un projectile en rotation constitué de grains liés. Crédit: Examen physique E (2023). DOI : 10.1103/PhysRevE.108.054904
Une équipe d'ingénieurs de l'Université de Campinas, au Brésil, a découvert que les caractéristiques uniques des cratères, tant sur Terre que sur d'autres corps dans l'espace, sont dues aux caractéristiques uniques de l'impacteur et du site où il frappe. Dans leur étude, rapportée dans la revue Examen physique Ele groupe a construit et exécuté des simulations d'impacteurs frappant des planètes, des lunes et d'autres corps.
Des recherches antérieures ont montré que les cratères d’impact présentent des caractéristiques très variables : certains sont profonds, par exemple, tandis que d’autres sont peu profonds. En outre, certains ont des champs de débris relativement petits tandis que d’autres couvrent de vastes zones autour d’un cratère – et certains ont des bords surélevés clairement définis, tandis que d’autres n’en ont aucun.
Les théories abondent quant aux raisons de ces différences, mais comme l’a constaté l’équipe chargée de ce nouvel effort, peu de choses ont été faites pour les tester. L’équipe a donc construit et exécuté une simulation prenant en compte une multitude de facteurs susceptibles de s’appliquer lorsque des corps spatiaux plus petits s’écrasent sur des corps beaucoup plus grands.
Pour créer leurs simulations, l’équipe de recherche a assemblé des projectiles virtuels de la taille d’un pamplemousse, chacun étant composé de milliers de petites sphères pour faire varier le degré de densité. Ils ont également modélisé les cibles en utilisant une approche similaire. Ils ont ensuite appliqué la physique pour simuler les impacts : par exemple, des impacteurs plus denses se déplaçant très rapidement frapperaient plus fort que des cibles moins denses et se déplaçant lentement.
Ils ont ajouté d’autres caractéristiques des impacts, telles que la vitesse à laquelle un impacteur se déplaçait, sa vitesse de rotation et son axe de rotation. Ils permettaient également d'ajuster l'angle d'impact à volonté. Ils ont exécuté leur simulation dans diverses circonstances pour tester autant de facteurs que possible.
Ils ont noté certaines tendances. Par exemple, les projectiles qui se brisaient à l’impact et qui tournaient plus vite étaient plus susceptibles de propager leurs débris plus loin que ceux qui tournaient plus lentement. Ils ont également constaté que la forme du cratère dépendait au moins en partie de la force d’adhérence du matériau constituant l’impacteur. Ils ont également noté que la force de liaison joue un rôle pour déterminer si le matériau provenant de l'impacteur parvient ou non au bord d'un cratère.
Les chercheurs affirment que leur modèle pourrait être utilisé par d’autres étudiant des cratères spécifiques pour en savoir plus sur la manière dont leurs caractéristiques auraient pu apparaître.
Plus d'information:
Douglas D. Carvalho et al, Cratères d'impact formés par des projectiles granulaires en rotation, Examen physique E (2023). DOI : 10.1103/PhysRevE.108.054904. Sur arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.2311.15026
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Citation: Les simulations de cratères révèlent les caractéristiques des impacteurs telles que la vitesse de rotation, la force de liaison (2023, 14 décembre) récupéré le 14 décembre 2023 sur
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