REEXAME BELT PRINCIPAL DE ASTERÓIDES AFETANDO LUA

REEXAME BELT PRINCIPAL DE ASTERÓIDES AFETANDO LUA

Re-examinar o cinturão principal de asteróides como a principal fonte de antigas crateras lunares

Agosto de 2014

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Ele tem sido a hipótese de que os impactores que criou a maioria das observáveis crateras sobre os antigos lunar terras altas foram derivadas a partir da principalasteróide correia em tal uma forma que preservou a sua tamanho- frequência de distribuição. A mais limitada versão de esta hipótese,apelidado o E- correia hipótese,postula que um desestabilizado contíguo interior extensão do principal asteróide cinto produzido um bombardeamento limitada a essas crateras mais jovens do que Nectarisbacia. Nós investigar essas hipóteses com um Monte Carlo código chamado acrateras Terrain Evolução Modelo(CTEM). Nós encontrar que combinando o observadonúmero de lunares highlands crateras com Dc ~ 100 km exige que o total de númerode impacto de asteróides com Di> 10 km ser não menos do que 4x10- 6 Km- 2. No entanto, este exigido massa de pêndulos tem <1 % chance de produzirapenas uma única bacia maior que a bacia do Imbrium de aproximadamente 1200 km ; em vez disso, essas simulações são propensos a produzir mais grandes bacias que são observados na Lua. Esta dificuldade em reproduzir as lunares planalto crateras registro com a principal asteróide cinto SFD surge porque oprincipal da correia é relativamente abundante no os objectos que produzem estes "megabasins" que são maiores do que Imbrium. Nós também achamos que o principal cinturão de asteróides SFD tem <16% de chance de produzir densidades Nectárias de crateras Dc> 64 km enquanto não produzindo uma cratera maior que Imbrium,conforme exigido pela hipótese do E- belt . Estes resultados sugerem que as lunares terras altas foram improvável para ter sido bombardeado por uma população cujo tamanho com frequência distribuiçãoassemelha-se que da atualmente observada principal asteróide cinto. Nós sugerimos que a população de pêndulos quecrateras os lunar planalto tinha um poucosemelhante tamanho- frequência de distribuição como a m ó d

…

+16

Figura conteúdo carregado por James Edward Richardson

Conteúdo do autor

REEXAME O CINTO PRINCIPAL DE ASTERÓIDES COMO FONTE PRIMÁRIA DO ANC

IENT LUNAR

CRATERAS

David A. Minton

James E. Richardson

e Caleb I. Fassett

2 1

Departamento de Terra da Universidade Purdue,

Ciências Atmosféricas e Planetárias, 550 Stadium Mall Drive,

West Lafayette, IN 47907

Departamento de Astronomia,

Colégio Mount Holyoke, South Hadley, MA 01075 (daminton @ pu

rdue.edu)

Introdução.

Tem sido hipotetizado que o

pactores que criaram a maioria das crateras observáveis

no antigo planalto lunar foram derivados dos principais

cinturão de asteróides [1]. Uma hipótese alternativa, apelidada de

Hipótese do E-belt, postula que um ex interno desestabilizado

A tensão do cinturão principal de asteróides produziu apenas

quência de bacias começando com Nectaris, juntamente com o

pequenas crateras associadas [2]. Nós investigamos esses

potheses com um código de Monte Carlo chamado o Cratered

Modelo de Evolução do Terreno (

CTEM

), que modela o

pography de um terreno que experimentou o bombardeamento

devido a uma população de impactor de entrada. Nós aproveitamos

dos recentes avanços na compreensão das relações de escala

navios entre o tamanho do pêndulo (

) e tamanho final da cratera

(

) para crateras de impacto do tamanho de bacias (

300 km

) em

para usar grandes bacias de impacto como uma restrição na

antigo fluxo de impacto na Lua. Nosso objetivo é testar

a hipótese de que os impactores com o cinturão principal

oid SFD pode produzir a cratera das terras altas lunares observada

SFD, no total, ou para o bombardeio mais limitado

sugerido pela hipótese do E-belt.

Nosso conjunto de dados de comparação é o catálogo de todos os

crateras lunares com

20 km

obtido usando o Lunar

Orbitador Laser Altimeter (LOLA) a bordo do Lunar Re-

espaçonave orbital [3]. O nosso impactor

A legislação utiliza a distribuição de frequência de tamanho mais atualizada.

(SFD) para o cinturão principal de asteróides obtido pelo

Explorador de Levantamento Infravermelho de Campo Largo (WISE) [4]. Para im-

tamanhos de pactores abaixo

4 km

, onde os dados do WISE se tornam

confiável devido a vieses, usamos a correia principal derivada do SFD

de um modelo de evolução colisional comumente usado

sult [5].

Nós estudamos este problema em duas etapas. Primeiro nós

formou uma série de simulações regionais destinadas a deter-

minar o nível de crateras necessário para reproduzir o total

abundância de tamanho médio (

130 km

) crateras encontradas em

as terras altas lunares. Em seguida, realizamos um conjunto semelhante de

corre para uma superfície lunar global usando a lunar observada

bacias como uma restrição.

CTEM

código.

Um poderoso código Monte Carlo para

estudando a evolução dos terrenos cheios de crateras recentemente

foi desenvolvido, chamado de Cratered Terrain Evolution

Modelo (

CTEM

) [6]. Nós costumavamos

CTEM

modelar o cravo

história das terras altas da Lua, bombardeando sim-

superfícies lunares uladas com um impactor de asteróide

população.

Para determinar o tamanho de uma cratera a partir dos parâmetros

de um determinado evento de impacto,

CTEM

usa a solução geral

para a relação de dimensionamento de volume de crateras transiente dado

Eq. 19 em Holsapple et al. (1993) [7], que inclui

ambos os termos de gravidade e força. Para impactos do tamanho da bacia

usamos uma relação de escala recentemente desenvolvida para lu-

nar bacias baseadas em simulações de hidrocódigo, com um pequeno

ajuste para relacionar o anel da crosta ao diami-

ter [8].

Nossa relação de escala de bacia adotada de [8] é de-

multado por dois perfis térmicos do manto, um mais fraco, mais quente

manto superior (TP1), e um superior superior mais frio e

(TP2). Porque a crosta próxima é mais fina e

possivelmente mais quente devido à maior abundância de radio-

nuclídeos no interior do terreno do Procellarum KREEP [9],

esta dependência térmica significa que o tamanho das bacias

essa forma no lado mais próximo tendem a ser maiores do que as

do outro lado para um determinado tamanho de impactor. Este efeito

tem sido visto nos dados retornados pela Gravity Reco-

e a espaçonave do Laboratório Interior (GRAIL) [10].

Escolhemos aplicar tanto o escalonamento TP1 ou TP2

lação para uma dada cratera com uma

50%

probabilidade de

flect a dicotomia hemisférica da Lua, e nós

aplica apenas o nosso relacionamento de escala de bacia para impactores

com

35 km

. Como exemplo, usando essa relação

o relacionamento, o

930 km

Bacia Orientale pode ser produzida

por um

= 80 km

impactador com

= 15 km s

para dentro

manto superior frio (TP2). o

1160 km

Bacia do Imbrium é

produzido por um impactor semelhante no manto superior quente

(TP1)

Simulações das Terras Altas Lunares.

A quantidade total de

tering para uma simulação individual é parametrizada por um

quantidade que definimos como a "média da função de produção

massa,"

. Esta é a massa ponderada de todo o processo

função de produção em todos os tamanhos (excluindo Ceres). Um valor

= 10

é equivalente a

10 km

= 37

usando

nosso principal asteróide de cinto SFD.

Crateras na faixa de tamanho

128 km

fazer por um

diagnóstico útil para determinar quantos impactos

necessário para coincidir com as crateras lunares regionais

registro, porque a densidade relativa da cratera, ou R-valor, fo

este intervalo de tamanho está em um pico. Para a nossa alta lunar regional

simulações de terrenos, determinamos qual fração de

um determinado valor de

produzir o observado

≃

100 km

densidade da cratera. Para nossas simulações globais, adotamos o

restrição que devemos produzir não mais do que

bacias

com

300 km

com

1200 km

(o tamanho de

Imbrium), e nenhuma bacia maior que

2500 km

(o tamanho de

SPA) [3, 11, 12].

Também realizamos um conjunto semelhante de simulações para

testar a hipótese do E-belt. Sob a hipótese do cinto E

uma extensão interna primordial desestabilizada das principais

cinturão teróide, além de uma pequena contribuição do cinturão principal,

poderia fornecer impactores grandes o suficiente para produzir o

Quência de bacias começando com Nectaris [2]. Nós novamente

realizou um conjunto de simulações regionais para determinar

a quantidade total de crateras por um SFD de cinturão principal

necessário para reproduzir as abundâncias das crateras na era dos nectários

2660

pdf

Lunar

Planetário

Ciência

Conferência

(

2014

)

Página 2

terrenos. Em seguida, realizamos uma simulação global para

termine se a restrição da bacia foi satisfeita. Para nós

corridas regionais usamos a restrição que a densidade da cratera

na bacia do Nectaris é N

(64) = 17

e n

(20) =

135

[13] Nossas simulações globais usam a restrição

que devemos produzir não mais que

bacias [13], e

nenhum com

1200 km

(o tamanho do Imbrium).

Para cada conjunto de condições, realizamos

100

1000

CTEM

simulações da superfície lunar. Nós contamos o

crateras contáveis em cada simulação e determinar como

Muitas das simulações satisfazem nossas restrições.

Resultados.

Para as nossas simulações totais das terras altas lunares,

A Fig. 1 mostra a fração que se ajusta às nossas restrições como funcio-

ção de

. Nenhum

500

corre com

= 5

satisfeito a restrição regional, mas

de corridas

com

= 6

satisfeito. No entanto, para

= 5

, só

de corridas satisfeitas

a restrição da bacia, e apenas

35%

de execuções satisfeitas

Fied isso para

= 6

0,001

0,01

0,1

Fração de execuções que satisfazem as restrições

Massa média da função de produção (

Global: restrição da bacia

Regional: N

90,5-128 km

restrição

Figura 1: Fração de

CTEM

planaltos lunares totais correm

que satisfazem nossas restrições em função da produção

massa média da função,

Os resultados da simulação da correia E são mostrados na Fig. 2.

A fração é executada para um determinado valor de

que pro-

os valores observados de N

(20)

e n

(64)

para Nec-

taris [13] são traçados como triângulos verdes e quadrados vermelhos

respectivamente. Então

(20)

densidades foram mais constrangedoras

mais de N

(64)

e sugerir valores de

= 1

a fim de alcançar a cratera observada

em Nectaris. Para a nossa restrição global da bacia E-belt,

nós exigimos que as corridas não produzam mais do que

bacias com

300 km

e nenhum com

1200 km

. As fraturas

de execuções para um determinado valor de

que satisfez o

A restrição de bacia é plotada como círculos pretos na Fig. 2. Apenas

de corridas em

= 1

satisfeito o

restrição da bacia, e

de corridas satisfeito em

= 2

0,01

0,1

0,5

1,5

2,5

Fração de execuções que satisfazem as restrições

Massa média da função de produção (

Global: restrição da bacia

Regional: restrição N (64)

Regional: restrição N (20)

Figura 2: Fração de

CTEM

Correias eletrônicas que satisfazem nossos

restrições em função da média da função de produção

massa,

Nossos resultados sugerem que o principal cinturão de asteróides SFD

é um modelo pobre para reproduzir a observação lunar observada

terras cratera população. Isso se deve à relativa abun-

dançar dentro do cinturão de asteróides principal de objetos com o qual

produzir bacias lunares maiores do que Imbrium em comparação com

objetos que produz

≃

100 km

e crateras menores.

Isto implica que a pequena população corporal que cratered

as terras altas lunares tiveram uma proporção significativamente maior de

projetos que criam crateras de tamanho médio em relação a megabasinas

do que o moderno cinturão de asteróides.

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