¿Por qué hay una montaña dentro del cráter Herschel en Mimas?

En la energía extrema de un gran impacto, la roca se comporta como un líquido (en realidad no está completamente derretida, aunque algo sí lo está. Las fuerzas extremas hacen que la roca fluya). Cuando el impactador golpea la luna, la roca es empujada hacia afuera y, dado que está rodeada de roca relativamente sólida, es empujada hacia arriba.

Luego, la gravedad toma el control cuando la roca que ha sido empujada hacia arriba ahora empuja hacia abajo. Esto obliga a la roca a fluir hacia el centro del cráter. Y de nuevo, en el centro, no hay adónde ir sino hacia arriba. Una vez que las rocas se han asentado, vuelven a actuar como roca sólida y se conservan el pico central (y el borde del cráter). Esto se ve no solo en Mimas, sino en muchos otros cráteres grandes.

Puedes ver este efecto cuando algo cae al agua. El agua salpica hacia atrás formando un pico central.

También puede ver la formación de picos en un modelo de caja de arena de cráteres

He notado esto antes, también. Mi evaluación no profesional es que es una respuesta viscoelástica al impacto, donde la energía del impacto transforma temporalmente la geología circundante en un material viscoelástico. El pico central es esencialmente un producto de rebote del impacto.

Me aventuro a que el pico de material fundido se solidificó antes de que pudiera colapsar de nuevo al suelo del cráter.

¡Este cráter de hielo e incluso la existencia de esta sólida luna de hielo tan cerca de Saturno siguen siendo acertijos!

PIA06582: Herschel: Dead-On

El cráter Herschel se encuentra en la luna de hielo Mimas con una gravedad superficial de solo 0,064 m/s^2 (0,00648 g terrestres).

Con una densidad de solo alrededor de 1,15 g/cm^3, se cree que Mimas es principalmente hielo, pero mezclado con otros materiales.

Las otras respuestas abordan los mecanismos básicos que pueden generar picos en el centro de los cráteres, pero es importante recordar que estamos hablando de mezclas de hielo sucio y agua líquida en lugar de roca fundida.

De Mimas en profundidad :

Su característica más distintiva es un cráter de impacto gigante, llamado Herschel en honor al descubridor de la luna, que se extiende un tercio del camino a través de la cara de la luna, por lo que parece la Estrella de la Muerte de "Star Wars". El cráter Herschel tiene 80 millas (130 kilómetros) de ancho, un tercio del diámetro de la luna misma, con paredes exteriores de aproximadamente 3 millas (5 kilómetros) de altura y un pico central de 3,5 millas (6 km) de altura. El impacto que arrancó este cráter de Mimas probablemente estuvo cerca de romper la luna. Las ondas de choque del impacto de Herschel pueden haber causado las fracturas, también llamadas chasmata, en el lado opuesto de Mimas.

Que Mimas parezca estar congelado es desconcertante porque Mimas está más cerca de Saturno y tiene una órbita mucho más excéntrica (alargada) que Encelado, lo que debería significar que Mimas tiene más calentamiento por marea que Encelado. Sin embargo, Encelado muestra géiseres de agua, lo que implica calor interno, mientras que Mimas tiene una de las superficies con más cráteres del sistema solar, lo que sugiere una superficie congelada que ha persistido durante el tiempo suficiente para preservar todos esos cráteres. Esta paradoja ha dado lugar a la "prueba de Mimas", por la cual cualquier teoría que afirme explicar el agua parcialmente descongelada de Encelado también debe explicar el agua completamente congelada de Mimas.

Recortado de PIA12570

En esta vista capturada por la nave espacial Cassini de la NASA en su sobrevuelo más cercano a la luna Mimas de Saturno, el gran cráter Herschel domina Mimas, haciendo que la luna se vea como la Estrella de la Muerte en la película "Star Wars".

El cráter Herschel tiene 130 kilómetros u 80 millas de ancho y cubre la mayor parte de la derecha de esta imagen. Los científicos continúan estudiando esta cuenca de impacto y el terreno circundante (ver PIA12569 y PIA12571 ).

Cassini se acercó a unos 9.500 kilómetros (5.900 millas) de Mimas el 13 de febrero de 2010. Este mosaico se creó a partir de seis imágenes tomadas ese día en luz visible con la cámara de ángulo estrecho de Cassini el 13 de febrero de 2010. Las imágenes fueron re- proyectado en una proyección cartográfica ortográfica. Esta vista mira hacia el área entre la región que conduce a la órbita de Mimas alrededor de Saturno y la región de la luna que se aleja de Saturno. Mimas tiene 396 kilómetros (246 millas) de ancho. Esta vista se centra en el terreno a 11 grados de latitud sur, 158 grados de longitud oeste. El norte está arriba. Esta vista se obtuvo a una distancia de aproximadamente 50.000 kilómetros (31.000 millas) de Mimas y en un ángulo sol-Mimas-nave espacial, o fase, de 17 grados. La escala de la imagen es de 240 metros (790 pies) por píxel.

Bien, veamos PIA12569:

Recortado de PIA12569

Regiones relativamente oscuras debajo de las paredes brillantes del cráter y rayas en algunas de las paredes se ven en este mosaico de la luna Mimas de Saturno, creado a partir de imágenes tomadas por la nave espacial Cassini de la NASA durante su sobrevuelo más cercano a la luna. Los suelos del cráter y sus alrededores son aproximadamente un 20 por ciento más oscuros que las empinadas paredes del cráter en esta vista.

La superficie original de Mimas, como las superficies de la mayoría de las otras lunas principales de Saturno sin atmósferas, no es hielo puro pero contiene algunas impurezas oscuras.

Las marcas relativamente oscuras aparecen a lo largo de la parte inferior de las paredes del cráter Herschel (130 kilómetros, 80 millas de ancho) y algunos de los cráteres más pequeños y están marcadas en verde en la versión anotada de la imagen. Los científicos de Cassini interpretan este oscurecimiento como evidencia de la concentración gradual de impurezas provenientes de la evaporación de materiales helados en áreas donde las impurezas oscuras se deslizan lentamente por la pared del cráter. Allí, el hielo brillante es calcinado por el sol y el vacío del espacio. En Herschel, el borde donde las regiones más oscuras entran en contacto con el suelo del cráter está interrumpido por una extensa zona de montículos. Los científicos creen que la textura montañosa proviene del flujo de hielo derretido que se produjo durante el impacto que creó el cráter. Ese derretimiento llenó el fondo del cráter alrededor del pico central.

Se ven rayas oscuras bajando por los lados de algunos cráteres (marcadas en rojo en la versión anotada) y, a menudo, se originaron en bolsas de contaminantes oscuros incrustados justo debajo del borde de la pared del cráter. Los bolsillos mismos probablemente representan cráteres pequeños, preexistentes y de piso oscuro que fueron enterrados por la capa de material arrojado por el nuevo impacto que creó el borde del cráter. El material de la capa oscura recién expuesta eventualmente se mueve pendiente abajo y forma una raya. A veces se ven rayas que parten del suelo de los cráteres más pequeños de fondo oscuro que se elevan a lo largo de los bordes de los cráteres más grandes.