I det tidiga solsystemet, jordiska planeter som Merkurius, Venus, Jorden och Mars tros ha bildats från planetesimaler, små tidiga planeter. Dessa tidiga planeter växte med tiden, genom kollisioner och sammanslagningar, för att få dem till den storlek de är idag.

Materialet som frigörs från dessa våldsamma kollisioner anses vanligtvis ha rymt och kretsat runt solen, bombardera de växande planeterna och ändra sammansättningen av asteroidbältet. Men asteroidbältet verkar inte innehålla ett register över detta nedslagsskräp, vilket är ett mysterium som har stört astronomer och astrofysiker i decennier.

Två forskare från Arizona State Universitys School of Earth and Space Exploration, tidigare postdoktor i NewSpace Travis Gabriel och doktoranden Harrison Allen-Sutter, var nyfikna på denna diskrepans och började skapa avancerade datorsimuleringar av kollisioner, med överraskande resultat.

"De flesta forskare fokuserar på de direkta effekterna av effekter, men skräpets natur har underutforskats, " sa Allen-Sutter.

Istället för att skapa stenigt skräp, simuleringarna visade att stora kollisioner mellan planeter förångar stenarna till gas. Till skillnad från fast och smält skräp, denna gas flyr lättare ut från solsystemet, lämnar små spår av dessa planetkrossande händelser.

Deras arbete, som har publicerats i Astrofysiska tidskriftsbrev , ger en potentiell lösning på denna decennier gamla paradox, kallad "Problem med saknad mantel" eller "den stora dunitbristen".

"Man har för länge sedan förstått att det krävs många stora kollisioner för att bilda Merkurius, Venus, Jorden, månen och kanske Mars, sa Gabriel, som är huvudutredare för detta projekt. "Men den enorma mängden stötskräp som förväntas från denna process observeras inte i asteroidbältet, så det har alltid varit en paradoxal situation."

Deras resultat kan också hjälpa oss att bättre förstå hur månen bildades, som tros ha fötts från efterdyningarna av en kollision som släppte ut skräp i solsystemet.

"Efter att ha bildats från skräp bundet till jorden, månen skulle också ha blivit bombarderad av det utstötade materialet som kretsar runt solen under de första hundra miljoner åren eller så av månens existens, " sa Gabriel. "Om detta skräp var fast, det kan äventyra eller starkt påverka månens tidiga bildning, speciellt om kollisionen var våldsam. Om materialet var i gasform, dock, skräpet kanske inte alls har påverkat den tidiga månen."

Gabriel och Allen-Sutter hoppas kunna fortsätta denna forskning för att lära sig mer om inte bara våra egna planeter, men också den stora population av planeter som observerats utanför vårt solsystem.

"Det finns växande bevis för att vissa teleskopobservationer kan ha direkt avbildat gigantiska nedslagsskräp runt andra stjärnor, ", sa Gabriel. "Eftersom vi inte kan gå tillbaka i tiden för att observera kollisionerna i vårt solsystem, dessa astrofysiska observationer av andra världar är ett naturligt laboratorium för oss att testa och utforska vår teori."