A csillagászok bemutatták az aszteroida fémes lelkének eddigi legrészletesebb térképét

Ha igazságügyi szakértői vizsgálatot szeretne végezni a Naprendszerről, akkor irány a fő kisbolygó az öv között Mars És a Jupiter. Itt találhatók ősi kőzetek a Naprendszer korai idejéből. Ott, a hideg űrben, távol a naptól, az aszteroidákat nagyrészt nem befolyásolja az űr időjárása.

A csillagászok időnként időkapszuláknak nevezik az aszteroidákat – és a Földre hulló meteoritdarabjaikat – a bennük lévő bizonyítékok miatt.

A Psyche aszteroida különösen érdekes, és a NASA küldetést küld a szokatlan szikladarab kivizsgálására.

A küldetés előtt egy kutatócsoport egyesítette a Psyche megfigyeléseit egy sor teleszkópból, és megtervezte az aszteroida felszínének térképét.

A csillagászok az aszteroidákat három kategóriába sorolják. A széntartalmú vagy C-típusú aszteroidák a leggyakoribb típusok. Az ismert aszteroidák körülbelül 75 százalékát teszik ki, és nagy mennyiségű szenet tartalmaznak. A szén sötétté teszi őket, és alacsony az albedójuk.

A szilícium-dioxid vagy az S-típusú aszteroidák a második leggyakoribb típus. Az ismert aszteroidák körülbelül 17 százalékát teszik ki, és többnyire vasból és magnézium-szilikátból készülnek.

A fémes vagy M-típusú aszteroidák a legritkábbak az összes kisbolygó közül, és az összes ismert aszteroida körülbelül 8 százalékát teszik ki. Úgy tűnik, több ásványi anyagot tartalmaz, mint más típusú aszteroidák, és a tudósok úgy vélik, hogy ez a vasmeteoritok forrása. essen a földre. Az M-típusú meteoritok az emberiség történetének egyik legrégebbi vasforrásai voltak.

A Psyche (16 Psyche) egy M-típusú aszteroida. Törpebolygónak is nevezik, mert átmérője körülbelül 220 kilométer (140 mérföld). 16 Psyche néven emlegetik, mert ez volt a 16. felfedezett kisbolygó. (A nagyobb aszteroidákat, például a Psyche-t kisebb bolygóknak is nevezik.)

(NASA/JPL-Caltech/Arizona Állami Egyetem)

A Psychét néha „aranybánya-aszteroidának” nevezik a benne található gazdag vas és nikkel miatt. Bár, hogy világos legyen, senki sem gondolja, hogy aranyban gazdag.

A Psyche látványvilága nem sokat mond el nekünk. Az Európai Déli Obszervatórium VLT-je készített néhány képet az aszteroidáról, de részleteket nem árult el.

A Psyche története a bizonytalanság története. A csillagászok sokáig azt hitték, hogy ez egy sokkal nagyobb objektum feltárt vasmagja. Ebben a hipotézisben egy erős ütközés vagy ütközések sorozata megfosztotta a test kérgét és köpenyét.

A nagyobb objektum teljesen észrevehető volt, és körülbelül 500 kilométer átmérőjű volt. A kéreg és a köpeny eltűnésével csak a vasban gazdag mag maradt meg.

Ez az ötlet az idő múlásával nem kapott nagy figyelmet, és a csillagászok továbbra is észrevették. A bizonyítékok azt mutatták, hogy nem volt elég sűrű ahhoz, hogy tömör vas legyen, és valószínűleg porózus.

Más kutatók azt sugallták, hogy a Psyche valamilyen módon megbomlott, majd ásványi anyagok és szilikátok keveréke lett. Egy tanulmány jelezte Ez a Psyche nem olyan gazdag ásványi anyagokban, mint gondolják, és több, mint egy halom törmelék. Ebben a forgatókönyvben a gyakoribb C típusú aszteroidákkal való ütközések során szénréteg és más anyagok rakódtak le a Psyche felszínén.

A Psyche eredetének legkülönlegesebb gondolata a vasvulkáni elképzelés. a A 2019-es tanulmány bizonyítékot szolgáltatott Az a Saeki valamikor olvadáspont volt. Ebben a forgatókönyvben a külső rétegek lehűlnek és feszültségrepedések keletkeztek, és a lebegő olvadt mag vasvulkánokként tört ki.

Az egyetlen módja annak, hogy biztosan megtudd, mi a Psyche, ha elmész és megnézed. Ezt csinálja a NASA.

A küldetés neve Psyche, és a tervek szerint valamikor 2022 őszén indul. Az űrszonda nap- és elektromos meghajtásra, valamint a Marssal végzett gravitációs manőverre támaszkodik, hogy 2026-ban elérje a Psychét.

Az aszteroida tanulmányozása 21 hónapot vesz igénybe, és négy különálló keringési pályát fog követni, amelyek mindegyike közelebb van az előzőhöz.

Illusztráció a Psyche szondáról a Psyche aszteroida közelében. (NASA/JPL-Caltech/Arizona Állami Egyetem)

Ahogy közeledik az aszteroidához, különféle tudományos célokra fog összpontosítani.

Egy kutatócsoport elkészítette a Psyche felszínének új térképét, hogy segítsen felkészülni a küldetésre.

A térkép egy ben megjelent kutatási cikkben található Journal of Geophysical Research: Planets. a cím „Az aszteroida (16) heterogén felszíne pszichikai,A vezető szerző pedig Saverio Cambioni, az MIT Föld-, Légkör- és Bolygótudományi Tanszékének (EAPS) munkatársa.

„A psziché felülete nagyon heterogén” – mondta Cambioni Ő mondta Sajtóközleményben. „Ez egy kifinomult felület, és ezek a térképek megerősítik, hogy a fémekben gazdag aszteroidák érdekfeszítő, titokzatos világok. Ez egy újabb ok arra, hogy várakozással tekintsünk Psyche kisbolygó-küldetése elé.”

Ebben a tanulmányban a szerzők azt használták Nagy Atacama csoport milliméter / méter (ALMA), hogy jobban megnézhesd 16 médiumot. Az ALMA egy 66 nagyfelbontású antennából álló rádióteleszkóp. A különálló antennák együtt nagy felbontású interferométerként működnek.

Az ALMA a hőmérsékletre és a Psyche felületén lévő anyagok bizonyos elektromos tulajdonságaira érzékeny hullámhosszokkal működik.

„Az ALMA antennák jelei egy 16 kilométeres (10 mérföld) átmérőjű távcsővel egyenértékű mesterséges jellé kombinálhatók” Ő mondta Társszerző Catherine de Clare, a Caltech bolygótudományi és csillagászati ​​adjunktusa. „Minél nagyobb a teleszkóp, annál nagyobb a felbontás.”

Az új térkép kétféle mérésen alapul. Az egyik Termikus tehetetlenség, ez az az idő, amíg az anyag eléri környezeti hőmérsékletét. A nagyobb hőtehetetlenség azt jelenti, hogy hosszabb ideig tart.

A második az dielektromos állandó. A dielektromos állandó azt írja le, hogy az anyagok milyen jól vezetik a hőt, az elektromosságot vagy a hangot. Az alacsony dielektromos állandójú anyag gyengén teljesít, jó szigetelő, és fordítva.

A kutatók figyelembe vették az ALMA megfigyeléseit a hőtehetetlenségről és a dielektromos állandóról, és több száz szimulációt futtattak le, hogy megnézzék, mely anyagok kombinációi magyarázhatják ezeket. „Ezeket a szimulációkat régiónként futtattuk le, hogy azonosíthassuk a felületi tulajdonságok különbségeit” – mondta Cambioni Azt mondja.

A tiszta vasnak végtelen dielektromos állandója van. A Psyche dielektromos állandójának mérésével a kutatók feltérképezhetik a felszínt, és azonosíthatják a vasban leggazdagabb területeket. A vas termikus tehetetlensége is nagy, mert olyan sűrű.

Tehát a hőtehetetlenség és a dielektromos állandó mérésének kombinálása jó képet ad a Psyche-ben jelen lévő, vasban és más fémekben gazdag felületi régiókról.

A kutatók a Bravo Golf Psyche sajátos jellemzőjét nevezik. Ennek a régiónak szisztematikusan kisebb a hőtehetetlensége, mint a hegyvidéki régiókban. A Bravo golfnegyed az depresszió Az alábbi képen az aszteroida fő meridiánjától jobbra.

Miért van egy kis magasságú régiónak kisebb a hőtehetetlensége? Más tanulmányok azt mutatják, hogy a terület radarral is világos. miert van az? A kutatók három lehetőséget kínáltak.

Az alföldi területek ásványi anyagokban gazdagok lehetnek, de finom, porózus kráterekkel borítják, amelyek csökkentik termikus tehetetlenségüket a durva regolittal borított hegyvidékekhez képest. A termikus tehetetlenség a részecskemérettel növekszik. Ebben a forgatókönyvben finom regolit gyűlik össze az alföldön.

„Finom szemcsés anyagú tócsákat láttak kis aszteroidákon, gravitációjuk elég kicsi ahhoz, hogy a felületet megrázó rázkódások miatt a finomabb anyag összegyűljön” – mondta Campione. Ő mondta. „De a Psyche egy nagy test, így ha finomszemcsés anyag halmozódik fel a mélyedés alján, az meglehetősen érdekes és titokzatos.”

A második hipotézis az, hogy a síkvidéket borító felszíni anyag porózusabb, mint a felvidéki. A hőtehetetlenség a kőzetek porozitásának növekedésével csökken. Az ütési törések porózusabbá tehetik az alföldeket is.

A harmadik hipotézis az, hogy az alföldi területek több szilikátban gazdag anyagot tartalmaznak, mint a hegyvidékek, így alacsonyabb a dielektromos állandójuk, mint egyes hegyvidéki területek. Az ötlet az, hogy a Bravo-Golf Depression egy szilikátban gazdag ütközőgép becsapódása során keletkezhetett, amely szilikátban gazdag maradványt hagyott maga után.

Általában a tanulmány kimutatta, hogy a 16 Psyche felületét sokféle anyag borítja. Más bizonyítékokat is kiegészít, amelyek azt mutatják, hogy az aszteroida gazdag ásványi anyagokban, bár az ásványok és szilikátok bősége nagyon eltérő a különböző régiókban.

Azt is jelzi, hogy az aszteroida egy különálló test maradványainak a magja lehet, amely már régen elvesztette fedelét és kérgét.

„Összefoglalva, bizonyítékot szolgáltatunk arra vonatkozóan, hogy a Psyche egy ásványi anyagokban gazdag aszteroida heterogén felülettel, amely ásványi anyagokat és szilikátokat is tartalmaz, és úgy tűnik, hogy becsapódás következtében fejlődött ki” – mondták a szerzők. következtetni.

Simone Marchi a Southwest Research Institute tudósa és a NASA Psyche küldetésének munkatársa. Marchi nem vett részt ebben a vizsgálatban, de lógott Fontosságáról sajtóközleményben. „Ezek az adatok azt mutatják, hogy a Psyche felszíne heterogén, összetételében jelentős eltérések mutatkoznak. A Psyche küldetésének elsődleges célja az aszteroida felszínének összetételének tanulmányozása gamma-sugarak, neutronspektrométer és színes képalkotó segítségével. Kompozíciós eltérések lehetséges jelenléte amit a pszichológiai csapat szívesen tanulmányoz.

A NASA Psyche küldetésén múlik, hogy szigorúbban megerősítse ezeket az eredményeket.

De ha egy űrhajót küldünk egészen a Psychéig, hogy részletesebben megértsük, az több, mint maga a Psyche.

Ha a Psyche egy különálló sziklás bolygó megmaradt magja, az elárul valamit bolygónkról és arról, hogyan alakulnak ki a különböző testek. Tartalmaz majd néhány olyan fényelemet, amelyet a Föld magjában várunk? A Föld magja nem elég sűrű ahhoz, hogy tiszta vasból és nikkelből legyen. A tudósok úgy vélik, hogy könnyebb elemeket, például ként, szilíciumot, oxigént, szenet és hidrogént tartalmaz.

A Psyche küldetés azt is meghatározza, hogy az aszteroida a Föld magjához képest jobban vagy jobban összehúzódó oxidációs körülmények között keletkezett-e. Ez többet fog elárulni nekünk a napködről és a protoplanetáris korongról.

Az emberek néha aranybánya-aszteroidának nevezik a Psychét, mert gazdag ásványi anyagokban. Bármely ilyen méretű tárgy hatalmas mennyiségű vasat tartalmazna, bár ezt az értéket valószínűleg nem egyhamar sikerül elérni vagy elérni.

De ha a tudás olyan értékes, mint a vas, a 16 Psyches még mindig aranybánya lehet.

Ezt a cikket eredetileg közzétette univerzum ma. Olvassa el a eredeti cikk.