Au début du système solaire, planètes terrestres comme Mercure, Vénus, On pense que la Terre et Mars se sont formés à partir de planétésimaux, petites planètes primitives. Ces premières planètes ont grandi au fil du temps, par les collisions et les fusions, pour leur donner la taille qu'ils sont aujourd'hui.

On pense généralement que le matériau libéré de ces collisions violentes s'est échappé et a tourné autour du soleil, bombarder les planètes en croissance et modifier la composition de la ceinture d'astéroïdes. Mais la ceinture d'astéroïdes ne semble pas contenir d'enregistrement de ces débris d'impact, ce qui est un mystère qui embarrasse les astronomes et les astrophysiciens depuis des décennies.

Deux chercheurs de la School of Earth and Space Exploration de l'Arizona State University, l'ancien boursier postdoctoral NewSpace Travis Gabriel et le doctorant Harrison Allen-Sutter, étaient curieux de cet écart et se sont mis à créer des simulations informatiques haut de gamme des collisions, avec des résultats surprenants.

« La plupart des chercheurs se concentrent sur les effets directs des impacts, mais la nature des débris a été sous-explorée, ", a déclaré Allen-Sutter.

Au lieu de créer des débris rocheux, les simulations ont montré que de grandes collisions entre planètes vaporisent les roches en gaz. Contrairement aux débris solides et fondus, ce gaz s'échappe plus facilement du système solaire, laissant peu de traces de ces événements qui ont bouleversé la planète.

Leur travail, qui a été publié dans le Lettres de revues astrophysiques , apporte une solution potentielle à ce paradoxe vieux de plusieurs décennies, surnommé le « problème du manteau manquant » ou la « grande pénurie de Dunites ».

"On a compris depuis longtemps que de nombreuses collisions importantes sont nécessaires pour former Mercure, Vénus, Terre, la lune et peut-être Mars, " dit Gabriel, qui est le chercheur principal de ce projet. "Mais l'énorme quantité de débris d'impact attendue de ce processus n'est pas observée dans la ceinture d'astéroïdes, donc ça a toujours été une situation paradoxale."

Leurs résultats peuvent également nous aider à mieux comprendre comment la lune s'est formée, qui serait né à la suite d'une collision qui a libéré des débris dans le système solaire.

"Après s'être formé à partir de débris liés à la Terre, la lune aurait également été bombardée par la matière éjectée qui orbite autour du soleil au cours des cent premiers millions d'années environ de l'existence de la lune, " dit Gabriel. " Si ces débris étaient solides, cela pourrait compromettre ou fortement influencer la formation précoce de la lune, surtout si la collision était violente. Si le matériau était sous forme de gaz, cependant, les débris n'ont peut-être pas du tout influencé la première lune."

Gabriel et Allen-Sutter espèrent poursuivre cette ligne de recherche pour en savoir plus sur non seulement nos propres planètes, mais aussi la grande population de planètes observées en dehors de notre système solaire.

"Il y a de plus en plus de preuves que certaines observations au télescope peuvent avoir directement imagé des débris d'impact géant autour d'autres étoiles, " dit Gabriel. " Puisque nous ne pouvons pas remonter dans le temps pour observer les collisions dans notre système solaire, ces observations astrophysiques d'autres mondes sont un laboratoire naturel pour tester et explorer notre théorie."