Astronomi atklāj pagaidām detalizētāko metāla asteroīda psihes karti

Psihes asteroīda ilustrācija. (NASA/JPL-Caltech/ASU)

Ja vēlaties veikt Saules sistēmas kriminālistikas izpēti, varat doties uz galveno asteroīds josta starp Marss un Jupiters . Tur jūs varat atrast senus ieži no Saules sistēmas pirmsākumiem. Kosmosa aukstajā vakuumā, tālu no Saules, asteroīdus lielākoties neskar kosmosa laika apstākļi.

Kosmosa zinātnieki dažkārt asteroīdus un to meteorītu fragmentus, kas nokrīt uz Zemi, dēvē par laika kapsulām to rīcībā esošo pierādījumu dēļ.

Īpaši interesants ir asteroīds Psihe, un NASA sūta misiju, lai izpētītu neparasto akmens gabalu.



Pirms šīs misijas pētnieku komanda apvienoja Psihes novērojumus no teleskopu klāsta un izveidoja asteroīda virsmas karti.

Astronomi asteroīdus iedala trīs kategorijās. Oglekļa vai C tipa asteroīdi ir visizplatītākais veids. Tie veido aptuveni 75 procentus no zināmajiem asteroīdiem un satur lielu daudzumu oglekļa. Ogleklis padara tos tumšus, un tiem ir zems albedo.

Silīcija vai S veida asteroīdi ir otrs izplatītākais veids. Tie veido apmēram 17 procentus no zināmajiem asteroīdiem un lielākoties ir izgatavoti no dzelzs un magnija silikātiem.

Metāla vai M tipa asteroīdi ir retākie asteroīdu veidi un veido apmēram 8 procentus no zināmajiem asteroīdiem. Šķiet, ka tajos ir vairāk metāla nekā citos asteroīdu veidos, un zinātnieki domā, ka tie ir dzelzs meteorītu avots. nokrist uz Zemes . M tipa meteorīti bija viens no agrākajiem dzelzs avotiem cilvēces vēsturē.

Psyche (16 Psyche) ir M tipa asteroīds. To sauc arī par pundurplanētu, jo tās diametrs ir aptuveni 220 kilometri (140 jūdzes). To dēvē par 16 psihi, jo tā bija 16. atklātā mazā planēta. (Lielākus asteroīdus, piemēram, Psihe, sauc arī par mazajām planētām.)

( NASA/JPL-Caltech/ASU )

Psihi dažkārt sauc par 'zelta raktuves asteroīdu', jo tajā ir daudz dzelzs un niķeļa. Lai gan, lai būtu skaidrs, neviens nedomā, ka tas ir bagāts ar zeltu.

Psihes redzamie gaišie attēli mums neko daudz nestāsta. Eiropas Dienvidu observatorijas VLT iemūžināja dažus asteroīda attēlus, taču tie neatklāja nekādas detaļas.

Psihes vēsture ir nenoteiktības vēsture. Ilgu laiku astronomi domāja, ka tas ir daudz lielāka ķermeņa atklātais dzelzs kodols. Šajā hipotēzē spēcīga sadursme vai sadursmju sērija noņēma ķermeņa garozu un apvalku.

Lielāks korpuss būtu pilnībā atšķirts, un tā diametrs būtu apmēram 500 km (310 jūdzes). Pazūdot garozai un mantijai, palika tikai ar dzelzi bagātais kodols.

Laikam ritot, un astronomi turpināja to novērot, šī ideja izkrita no labvēlības. Pierādījumi liecina, ka tas nebija pietiekami blīvs, lai būtu ciets dzelzs, un, iespējams, ir porains.

Citi pētnieki ierosināja, ka Psihe tika kaut kā izjaukta un pēc tam atkārtoti akretēta kā metālu un silikātu maisījums. Viens pētījums norādīja ka Psihe nav tik metāliem bagāts, kā tiek uzskatīts un drīzāk ir gruvešu kaudze. Šajā scenārijā sadursmes ar biežāk sastopamiem C tipa asteroīdiem uz Psihes virsmas nogulsnēja oglekļa un citu materiālu slāni.

Eksotiskākā ideja, kas slēpjas aiz Psihes izcelsmes, ir Ferrovulkāniskā ideja. A 2019. gada pētījums sniedza pierādījumus ka Psihe reiz bija izkausēta lāse. Šajā scenārijā ārējie slāņi atdzisa un veidoja sprieguma plaisas, un peldošais kausētais kodols izcēlās kā dzelzs vulkāni.

Vienīgais veids, kā droši uzzināt, kas ir Psihe, ir iet un apskatīt to. Tātad NASA dara to.

Misiju sauc Psyche, un to plānots palaist 2022. gada rudenī. Kosmosa kuģis paļausies uz saules elektrisko piedziņu un gravitācijas palīgmanevru ar Marsu, lai 2026. gadā nokļūtu Psihē.

Tas pavadīs 21 mēnesi, pētot asteroīdu un sekos četriem atsevišķiem orbitālajiem ceļiem, katrs nākamais tuvāk nekā iepriekšējais.

Zondes Psyche ilustrācija netālu no Psyche asteroīda. ( NASA/JPL-Caltech/ASU )

Kad tas virzās tuvāk asteroīdam, tas koncentrēsies uz dažādiem zinātniskiem mērķiem.

Pētnieku komanda izveidoja jaunu Psihes virsmas karti, lai palīdzētu sagatavoties misijai.

Karte ir publicēta izdevumā Ģeofizisko pētījumu žurnāls: planētas . Nosaukums ir ' Asteroīda (16) psihes neviendabīgā virsma, un vadošais autors ir Saverio Kambioni no MIT Zemes, atmosfēras un planētu zinātņu departamenta (EAPS).

'Psihes virsma ir ļoti neviendabīga,' sacīja Kambioni teica paziņojumā presei. 'Tā ir attīstījusies virsma, un šīs kartes apstiprina, ka ar metāliem bagāti asteroīdi ir interesantas mīklainas pasaules. Tas ir vēl viens iemesls, lai ar nepacietību gaidīt Psihes misiju, kas dosies uz asteroīdu.

Šajā pētījumā autori izmantoja Atacama lielais milimetru/submilimetru masīvs (ALMA), lai labāk aplūkotu 16 Psihi. ALMA ir radioteleskops, kas sastāv no 66 augstas precizitātes antenām. Atsevišķās antenas darbojas kopā kā interferometrs ar augstu izšķirtspēju.

ALMA darbojas viļņu garumos, kas ir jutīgi pret temperatūru un dažām materiālu elektriskajām īpašībām uz Psihes virsmas.

'ALMA antenu signālus var apvienot sintētiskā signālā, kas ir līdzvērtīgs teleskopam ar 16 kilometru (10 jūdžu) diametru.' teica līdzautore Ketrīna de Klere, Caltech planetārās zinātnes un astronomijas docente. 'Jo lielāks teleskops, jo augstāka izšķirtspēja.'

Jaunās kartes pamatā ir divu veidu mērījumi. Viens ir termiskā inerce , tas ir, cik ilgā laikā materiāls sasniedz apkārtējās vides temperatūru. Lielāka termiskā inerce nozīmē, ka tas prasa ilgāku laiku.

Otrais ir dielektriskā konstante . Dielektriskā konstante raksturo to, cik labi materiāls vada siltumu, elektrību vai skaņu. Materiāls ar zemu dielektrisko konstanti slikti vada un ir labs izolators un otrādi.

Pētnieki izmantoja ALMA termiskās inerces un dielektriskās konstantes novērojumus un veica simtiem simulāciju, lai noskaidrotu, kuras materiālu kombinācijas tos varētu izskaidrot. 'Mēs veicām šīs simulācijas katru apgabalu, lai mēs varētu uztvert virsmas īpašību atšķirības,' Cambioni saka .

Tīram dzelzs ir bezgalīga dielektriskā konstante. Izmērot Psyche dielektrisko konstanti, pētnieki varēja kartēt virsmu un atrast ar dzelzi bagātākus reģionus. Dzelzs ir arī augsta termiskā inerce, jo tā ir tik blīva.

Tātad termiskās inerces un dielektriskās konstantes mērījumu apvienošana sniedz labu priekšstatu par to, kuri Psyche virsmas apgabali ir bagāti ar dzelzi un citiem metāliem.

Pētnieki ziņkārīgo Psyche iezīmi sauc par Bravo-Golf reģionu. Šim reģionam ir sistemātiski zemāka termiskā inerce nekā augstienes reģioniem. Bravo-Golf reģions ir depresija tieši pa labi no asteroīda galvenā meridiāna zemāk esošajā attēlā.

Kāpēc zema augstuma apgabalam ir zemāka termiskā inerce? Citi pētījumi liecina, ka reģions ir arī radara spilgts. Kāpēc ir tā, ka? Pētnieki nāca klajā ar trim iespējām.

Zemienes varētu būt bagātas ar metāliem, bet pārklātas ar smalku, porainu regolītu, kas samazina to termisko inerci salīdzinājumā ar augstienēm, kuras klāj rupjāks regolīts. Termiskā inerce palielinās līdz ar daļiņu izmēru. Šādā gadījumā smalkgraudains regolīts būtu apvienots zemienēs.

'Uz maziem asteroīdiem ir novēroti smalkgraudainu materiālu dīķi, kuru gravitācija ir pietiekami zema, lai triecieni satricinātu virsmu un liktu smalkākiem materiāliem apvienoties,' Kambioni. teica . 'Taču Psihe ir liels ķermenis, tāpēc, ja depresijas dibenā uzkrājas smalki graudaini materiāli, tas ir interesanti un zināmā mērā noslēpumaini.'

Otrā hipotēze ir tāda, ka virsmas materiāls, kas klāj zemienes, ir poraināks nekā augstienes. Termiskā inerce samazinās, palielinoties iežu porainībai. Trieciena lūzumi varētu arī padarīt zemienes poraināku.

Trešā hipotēze ir tāda, ka zemienēs ir vairāk ar silikātiem bagātu materiālu nekā augstienēs, tādējādi dodot tām zemāku dielektrisko konstanti nekā dažos augstienes apgabalos. Ideja ir tāda, ka Bravo-Golf ieplaka varētu būt izveidojusies triecienā ar silikātiem bagātu triecienelementu un atstājot silikātiem bagātas atliekas.

Kopumā pētījums liecina, ka 16 Psyche virsma ir pārklāta ar ļoti dažādiem materiāliem. Tas arī papildina citus pierādījumus, kas liecina, ka asteroīds ir bagāts ar metāliem, lai gan metālu un silikātu daudzums dažādos reģionos ievērojami atšķiras.

Tas arī liek domāt, ka asteroīds varētu būt diferencēta ķermeņa paliekas, kas sen zaudēja apvalku un garozu.

'Nobeigumā mēs sniedzam pierādījumus tam, ka Psyche ir ar metāliem bagāts asteroīds, kura virsma ir neviendabīga, tajā ir redzami gan metāla, gan silikāta materiāli, un šķiet, ka tas ir attīstījies triecienu rezultātā,' raksta autori. secināt .

Simone Marchi ir Dienvidrietumu pētniecības institūta zinātnieks un NASA Psyche misijas līdzpētnieks. Marchi nebija iesaistīts šajā pētījumā, bet komentēja par tā nozīmi paziņojumā presei. 'Šie dati liecina, ka Psyche virsma ir neviendabīga ar iespējamām ievērojamām sastāva atšķirībām. Viens no Psyche misijas galvenajiem mērķiem ir izpētīt asteroīda virsmas sastāvu, izmantojot tā gamma starus un neitronu spektrometru un krāsu attēlu. Tātad iespējamā kompozīcijas neviendabīguma klātbūtne ir kaut kas tāds, ko Psihes zinātnes komanda vēlas izpētīt vairāk.

NASA Psyche misijai būs stingrāk apstiprināt šos atklājumus.

Taču kosmosa kuģa nosūtīšana līdz pat Psihei, lai to izprastu sīkāk, ir vairāk nekā tikai pati Psihe.

Ja Psihe ir akmeņainas, diferencētas planetezimāla paliekas, tas atklās kaut ko par mūsu planētu un to, kā veidojas diferencēti ķermeņi. Vai tajā būs daži no tiem pašiem gaismas elementiem, kas, mūsuprāt, atrodas Zemes kodolā? Zemes kodols nav pietiekami blīvs, lai tajā būtu tīrs dzelzs un niķelis. Zinātnieki domā, ka tajā ir vieglāki elementi, piemēram, sērs, silīcijs, skābeklis, ogleklis un ūdeņradis.

Psihes misija arī noteiks, vai asteroīds veidojās apstākļos, kas ir oksidējošāki vai reducējošāki nekā Zemes kodols. Tas mums pastāstīs vairāk par Saules miglāju un protoplanetāro disku.

Cilvēki dažreiz sauc Psihi par zelta raktuves asteroīdu, jo tas ir tik bagāts ar metāliem. Tā izmēra objekts saturētu milzīgu daudzumu dzelzs, lai gan maz ticams, ka šī vērtība drīzumā tiks realizēta vai pieejama.

Bet, ja zināšanas ir tikpat vērtīgas kā dzelzs, tad 16 Psihe joprojām varētu būt zelta raktuves.

Šo rakstu sākotnēji publicēja Visums šodien . Lasīt oriģināls raksts .

Populārākas Kategorijas: Tech , Fizika , Daba , Telpa , Dabu , Sabiedrību , Veselība , Cilvēkiem , Viedoklis , Neklasificēts ,

Par Mums

Neatkarīgu, Pārbaudītu Faktu Publicēšana Par Veselību, Telpu, Dabu, Tehnoloģijām Un Vidi.