Modelado de la formación del cráter de impacto Selk en Titán: implicaciones para Dragonfly

Selk Crater es un cráter de impacto de unos 80 km de diámetro en el satélite helado de Saturno, Titán. Los estanques de deshielo asociados con cráteres de impacto como Selk proporcionan entornos donde el agua líquida y la materia orgánica pueden mezclarse y producir biomoléculas como aminoácidos.

En parte por esta razón, la región de Selk fue elegida como el área que la misión Dragonfly de la NASA explorará y cumplirá uno de sus principales objetivos: buscar firmas biológicas en Titán.

Aquí, simulamos cráteres de impacto del tamaño de Selk en Titán para comprender mejor la formación de Selk y su charco de fusión. Consideramos varias estructuras para el material objetivo helado al cambiar el grosor de la capa de clatrato de metano, que tiene un efecto sustancial en la estructura térmica del objetivo y la formación de cráteres. Nuestros resultados numéricos muestran que un impactador de 4 km de diámetro produce un cráter del tamaño de Selk cuando se consideran capas de clatrato de metano de 5 a 15 km de espesor.

Confirmamos la producción de piscinas de fusión en estos casos y encontramos que los volúmenes de fusión son similares independientemente del espesor de la capa de clatrato de metano. Sin embargo, la distribución del material fundido es sensible al espesor de la capa de clatrato de metano. El charco de fusión aparece en forma de toro con unos pocos kilómetros de profundidad en el caso de una capa de clatrato de metano de 10 a 15 km de espesor, y en forma de capa menos profunda en el caso de una capa de clatrato de 5 km de espesor. Las cuencas de fusión de este espesor pueden tardar decenas de miles de años en congelarse, lo que permite más tiempo para la formación de compuestos orgánicos complejos.

Profundidad del cráter versus diámetro del cráter. Estos cráteres están formados por impactadores de 3-4 km de diámetro sobre una capa de clatrato de metano de 5-15 km de espesor con perfiles de temperatura correspondientes de Kalousov´a & Sotin (2020) (ver leyenda). Si bien las barras de error corresponden a la incertidumbre de seis celdas, están casi dentro de los símbolos. Tenga en cuenta que también agregamos la barra de error horizontal en el caso del borde muy ambiguo (ver símbolo cuadrado azul, clatrato de metano de 15 km de espesor con un impactador de 4 km de diámetro), lo que nos dificulta definir el borde del cráter. El cráter Selk también se traza como una estrella con barras de error (nuevamente casi en símbolo, Hedgepeth et al. 2020). — astro-ph.EP

Shigeru Wakita, Brandon C. Johnson, Jason M. Soderblom, Jahnavi Shah, Catherine D. Neish, Jordan K. Steckloff

Comentarios: 32 páginas, 11 figuras, aceptado para publicación en PSJ
Materias: Astrofísica terrestre y planetaria (astro-ph.EP)
Citar como: arXiv:2302.11330 [astro-ph.EP] (o arXiv:2302.11330v1 [astro-ph.EP] para esta versión)
https://doi.org/10.48550/arXiv.2302.11330
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Por: Shigeru Wakita
[v1] mié 22 de febrero de 2023 12:26:29 UTC (6942 KB)
https://arxiv.org/abs/2302.11330
Astrobiología