Simulaciones de impactos de meteoritos, inspiradas en ciencia escolar, han servido para arrojar luz sobre una particularidad vista en algunos cráteres formados cuando estos objetos tocan el suelo.
Los investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST), en Japón, han llegado a la conclusión de que el desorden superficial podría explicar la formación de las misteriosas rayas que aparecen en algunos de estos cráteres.
Una característica de los cráteres ha desconcertado a los científicos durante décadas. La fuerza de impacto de un meteorito convierte el suelo en polvo y lo arroja al aire en una trayectoria en forma de cono. El polvo volador se asienta alrededor del cráter para formar una manta. Pero algunas mantas tienen forma de rayas, largas y radiales, que se abren en abanico desde el centro del cráter como radios en una rueda, un misterio para el que no tenían respuesta.
«No se puede hacer un cráter real con un meteorito real –reconoce el profesor asociado Pinaki Chakraborty, líder de la Unidad de Mecánica de Fluidos del OIST–, pero puedes usar un análogo para simular lo que sucede». Un experimento simple ampliamente estudiado proporciona ese análogo: dejar caer una bola de metal pesado sobre un lecho de arena; la pelota arroja arena formando un cráter rodeado por una manta. «El problema es que estos experimentos no producen rayas de cráter», dice el profesor Chakraborty.
Pero hay algunas excepciones curiosas. No fue hasta que el doctor Tapan Sabuwala, de la Unidad de Física del Continuum, estaba viendo experimentos de caída de pelotas realizados por estudiantes de Secundaria en YouTube, cuando un día encontró la primera pista sobre qué podría estar causando las rayas. «Estos experimentos son populares en las clases de ciencias. Noté que algunos de sus experimentos estaban produciendo rayas de cráter», relata.
EL DESORDEN SUPERFICIAL, CLAVE EN LA FORMACION DE RAYAS EN EL CRATER
La característica única de estos experimentos se resume en una palabra: desorden. Los investigadores generalmente igualan la superficie de la cama de arena antes de dejar caer la pelota, pero los vídeos muestran a los estudiantes de la escuela que realizan el experimento saltándose ese paso. Efectivamente, cuando el doctor Sabuwala repitió el experimento de caída de bolas con una superficie irregular, los mini-meteoritos crearon las rayas del cráter.
Todavía no estaba claro por qué los paisajes irregulares causaban la formación de las rayas del cráter. Entonces, el equipo realizó un segundo experimento en un lecho de arena plano impreso con un patrón regular de valles de forma hexagonal. Al impactar, cada uno de los valles que tocaban el borde de la bola produjo una raya.
El profesor Christian Butcher, técnico en la Unidad de Mecánica de Fluidos del OIST, repitió el experimento con diferentes variables. «Cambiamos el tamaño de la pelota, la distancia entre los valles, la altura de caída de la pelota, los granos en el lecho, y así sucesivamente», recuerda Butcher. Las únicas variables que afectaron a la cantidad de rayas producidas fueron el tamaño de la bola y la distancia entre valles.
Para una mirada más cercana al mecanismo detrás de los rayos del cráter, el equipo recurrió a simulaciones por ordenador. «La bola impactante crea ondas de choque en el lecho –dice el profesor Chakraborty–. Las ondas de choque enfocan los granos de arena eyectados desde los valles a lo largo de las rayas radiales para formar esas rayas».
Habiendo aprendido cómo se forman las rayas del cráter, los científicos crearon un modelo teórico para predecir el número de rayas. Las predicciones del modelo coincidieron bien con los experimentos de mini meteoritos, lo que permitió a los científicos predecir cómo se verían los patrones de rayas en las superficies rugosas de los planetas reales.
Y hubo otro giro emocionante en su modelo: también podría usarse para aprender sobre los meteoritos que se han desvanecido desde que se creó un cráter. Según la cantidad de rayas que tiene un cráter, los investigadores pueden calcular el diámetro del meteorito que lo creó.
«Podemos mirar casi cualquier cráter con este modo y aprender cómo se hizo», subraya el profesor Chakraborty. Desde una simple pelota que cae sobre la arena, el equipo ha creado un laboratorio extraterrestre como el del programa de televisión estadounidense ‘CSI’, capaz de investigar la historia violenta del sistema solar.
