Medan konstanterna för människor kan vara död och skatter, för planeter är konstanterna gravitation och kollisioner.

Brandon Johnson studerar det senare och använder information om nedslag för att förstå historien och sammansättningen av planeter, månar, asteroider och meteoriter i hela solsystemet.

"Slagkrater är den mest allmänt förekommande ytprocessen som formar planetariska kroppar," sa Johnson. "Kratrar finns på nästan alla fasta kroppar vi någonsin sett. De är en viktig drivkraft för förändringar i planetariska kroppar. De driver utvecklingen av planetskorpan. Alla planeter och asteroider byggdes av en serie nedslag. Att studera nedslag kan hjälp oss att bestämma planeternas sammansättning och struktur."

Som docent vid Institutionen för jord-, atmosfär- och planetvetenskaper vid Purdue Universitys College of Science har Johnson studerat nästan alla större planetkroppar i solsystemet. Och tidsskalan för hans forskning sträcker sig från relativt nya nedslag till nästan början av själva solsystemet.

Att samla ledtrådar om kollisioner hjälper Johnson att rekonstruera miljön där kollisionerna ägde rum, vilket ger djupa insikter om hur och när kroppar bildades. Hans forskning hjälper människor att utforska planetkropparna i solsystemet med bara fysik, matematik och en dator. Rymduppdrag och laboratorieanalyser ger en ständig tillgång på ny data och frågor att arbeta med.

"De flesta meteoriter innehåller kondruler - små, tidigare smälta, partiklar," sa Johnson. "I huvudsak, genom att studera bildandet av kondruler genom nedslag, kan vi bättre förstå vad som pågick i det begynnande solsystemet. Till exempel, baserat på ett nedslag, kunde vi fastställa att Jupiter redan hade bildats ungefär 5 miljoner år efter det första solsystemets fasta ämnen, vilket förändrar tidslinjen för vår förståelse av solsystemet."

Johnson och hans labbpersonal införlivar kända faktorer om planetariska kroppars sammansättning och fysik i komplexa datormodeller, kör modellerna genom en rad förhållanden och jämför resultaten med observerade fenomen. Att analysera rörelser och kollisioner kan ge insikter i sammansättningen av asteroider och meteoriter, vilket hjälper forskare att förstå hur element som vatten och metall distribueras genom ett solsystem. Genom att studera nedslagskratrar och bassänger på platser som Pluto, Venus och isiga månar, och mekaniken i andra processer som sker på Europa och asteroider som Psyche, kan hans team förstå mer om deras inre; om de har smält kärnor och plattektonik, till exempel, eller om de har flytande hav.

Hans arbete sträcker sig inte bara över solsystemet. Han studerar effekter närmare hemmet också, inklusive på jordens egen måne och jordiska effekter som kan ha påverkat hur jordskorpan, atmosfären och biosfären utvecklades.

Ett online-effektberäknarverktyg utvecklat av framlidne Jay Melosh, Johnsons mentor och tidigare framstående professor i jord-, atmosfär- och planetvetenskap, låter vem som helst studera effekterna av olika stenar på jorden. Johnson och hans team bygger om verktyget för en ny generation planetstudenter.

Forskningen publicerades i Icarus .