Астрономите разкриха най-подробната карта на металната душа на астероид досега

Ако искате да проведете криминалистично изследване на Слънчевата система, можете да се насочите към главния астероид между колана Марс И на Юпитер. Тук можете да намерите древни скали от ранните дни на Слънчевата система. Там, в студената празнота на космоса, далеч от слънцето, астероидите до голяма степен не се влияят от времето в космоса.

Астрономите понякога наричат ​​астероидите – и техните метеоритни фрагменти, падащи на Земята – като капсули на времето поради доказателствата, които притежават.

Астероид Психея е особено интересен и НАСА изпраща мисия да разследва необичайното парче скала.

Преди тази мисия екип от изследователи комбинира наблюденията на Психе от редица телескопи и проектира карта на повърхността на астероида.

Астрономите разделят астероидите на три категории. Въглеродните или С-тип астероиди са най-често срещаният тип. Те съставляват около 75 процента от известните астероиди и съдържат големи количества въглерод. Въглеродът ги прави тъмни и имат ниско албедо.

Астероидите от силициев диоксид или S-тип са вторият най-разпространен тип. Те съставляват около 17 процента от известните астероиди и са направени предимно от желязо и магнезиев силикат.

Металните или М-тип астероиди са най-редките от всички астероиди и съставляват около 8 процента от всички известни астероиди. Изглежда, че съдържа повече минерали от други видове астероиди и учените смятат, че е източник на железни метеорити падне на земята. Метеоритите от типа М са един от най-старите източници на желязо в човешката история.

Психея (16 Психея) е астероид от тип М. Нарича се още планета джудже, защото има диаметър около 220 километра (140 мили). Наричана е 16 Психея, защото това е 16-тата малка планета, открита. (По-големите астероиди като Психея са известни също като малки планети.)

(НАСА/JPL-Калтех/Държавен университет в Аризона)

Психеята понякога се нарича „астероид за златна мина“ заради богатството на желязо и никел, което съдържа. Въпреки че за да е ясно, никой не мисли, че е богат на злато.

Визуалията на Психея не ни казва много. VLT на Европейската южна обсерватория направи няколко снимки на астероида, но не разкри никакви подробности.

Историята на Психея е история на несигурност. Дълго време астрономите смятаха, че това е откритото желязно ядро ​​на много по-голям обект. В тази хипотеза силен сблъсък или поредица от сблъсъци са отрязали кората и мантията на тялото.

По-големият обект беше напълно забележим и имаше около 500 километра (310 мили) в диаметър. След като кората и мантията изчезнаха, остана само богатото на желязо ядро.

Тази идея не получи много внимание с течение на времето и астрономите продължиха да я забелязват. Доказателствата показват, че той не е достатъчно плътен, за да бъде твърдо желязо и вероятно порест.

Други изследователи предполагат, че Психея е била по някакъв начин нарушена и след това възстановена като смес от минерали и силикати. Едно проучване посочи Тази Психея не е толкова богата на минерали, колкото се смята и повече от купчина развалини. В този сценарий сблъсъци с по-често срещаните астероиди тип C отлагат слой от въглерод и други материали върху повърхността на Психея.

Най-странната идея зад произхода на Психея е представата за железен вулкан. а Проучването от 2019 г. предостави доказателства Това Саеки някога беше точка на топене. При този сценарий външните слоеве се охлаждат и образуват пукнатини от напрежение, а плаващото разтопено ядро ​​изригва като железни вулкани.

Единственият начин да разберете със сигурност какво е Психея е да отидете и да я погледнете. Това прави НАСА.

Мисията се нарича Психея и е планирана да стартира някъде през есента на 2022 г. Космическият кораб ще разчита на слънчево и електрическо задвижване и гравитационна маневра с Марс, за да достигне Психея през 2026 г.

Изучаването на астероида ще отнеме 21 месеца и ще следва четири отделни орбитални пътя, всеки следващ път по-близо от предишния.

Илюстрация на сондата Psyche близо до астероида Psyche. (НАСА/JPL-Калтех/Държавен университет в Аризона)

Докато се приближава до астероида, той ще се фокусира върху различни научни цели.

Екип от изследователи е изградил нова карта на повърхността на Психея, за да помогне за подготовката за мисията.

Картата е в изследователска статия, публикувана в Списание за геофизични изследвания: Планети. Адресът е „Хетерогенната повърхност на астероида (16) психична,И водещ автор е Саверио Камбиони от Департамента по земни, атмосферни и планетарни науки (EAPS) в Масачузетския технологичен институт.

„Повърхността на Психея е много хетерогенна“, Камбиони Той каза В прессъобщение. „Това е сложна повърхност и тези карти потвърждават, че богатите на метал астероиди са интригуващи, мистериозни светове. Това е още една причина да очакваме с нетърпение мисията на Психея за астероид.“

В това изследване авторите са използвали Голям милиметър / метър Atacama Group (ALMA) за по-добър поглед към 16 екстрасенси. ALMA е радиотелескоп, състоящ се от 66 антени с висока разделителна способност. Отделните антени заедно действат като интерферометър с висока разделителна способност.

ALMA работи с дължини на вълните, чувствителни към температурата и някои електрически свойства на материалите на повърхността на Психея.

„Сигналите на ALMA антените могат да бъдат комбинирани в изкуствен сигнал, еквивалентен на телескоп с диаметър 16 километра (10 мили)“ Той каза Съавтор Катрин де Клер, асистент по планетарни науки и астрономия в Caltech. „Колкото по-голям е телескопът, толкова по-висока е разделителната способност.“

Новата карта се основава на два вида измервания. Един е Термична инерция, което е времето, необходимо на веществото да достигне температурата на околната среда. По-високата термична инерция означава, че отнема повече време.

Второто е диелектрична константа. Диелектричната константа описва колко добре материалите провеждат топлина, електричество или звук. Материал с ниска диелектрична константа се представя лошо и е добър изолатор и обратно.

Изследователите взеха наблюденията на ALMA за топлинната инерция и диелектричната константа и проведоха стотици симулации, за да видят кои комбинации от материали могат да ги обяснят. „Проведохме тези симулации регион по регион, за да можем да идентифицираме разликите в свойствата на повърхността“, Камбиони казва.

Чистото желязо има безкрайна диелектрична константа. Чрез измерване на диелектричната константа на Psyche, изследователите могат да картографират повърхността и да идентифицират области, най-богати на желязо. Желязото също има висока термична инертност, тъй като е толкова плътно.

И така, комбинирането на измерванията на топлинната инерция и диелектричната константа дава добра представа за повърхностните области, присъстващи в Психея, които са богати на желязо и други метали.

Изследователите наричат ​​особена характеристика на Bravo Golf Psyche. Този регион има систематично по-ниска топлинна инерция от високопланинските райони. Голф квартал Браво е депресия Точно вдясно от главния меридиан на астероида на изображението по-долу.

Защо районът с ниска надморска височина има по-ниска топлинна инерция? Други проучвания показват, че районът също е светъл с радар. Защо така? Изследователите измислиха три възможности.

Низините могат да бъдат богати на минерали, но покрити с фини, порести кратери, които намаляват тяхната термична инертност в сравнение с планинските райони, покрити с груб реголит. Топлинната инерция се увеличава с размера на частиците. При този сценарий фин реголит се събира в низините.

„Върху малки астероиди са наблюдавани локви от финозърнест материал, тяхната гравитация е достатъчно ниска, че удари, които разклащат повърхността и причиняват събиране на по-финия материал“, Кампионе Той каза. „Но Психеята е голямо тяло, така че ако в дъното на депресията се натрупа финозърнест материал, това е доста интересно и мистериозно.“

Втората хипотеза е, че повърхностният материал, покриващ низините, е по-порьозен от високите. Топлинната инерция намалява с увеличаване на порьозността на скалите. Ударните фрактури също могат да направят низините по-порьозни.

Третата хипотеза е, че низините съдържат повече материали, богати на силикати, отколкото високите, което им дава по-ниска диелектрична константа от някои високопланински райони. Идеята е, че депресията на Браво-Голф може да се е образувала от удара на богат на силикат колайдер, оставящ след себе си остатък, богат на силикати.

Като цяло проучването показа, че повърхността на 16 Psyche е покрита с голямо разнообразие от материали. Той също така допълва други доказателства, показващи, че астероидът е богат на минерали, въпреки че изобилието от минерали и силикати варира значително в различните региони.

Това също така показва, че астероидът може да е ядрото на останките на отделно тяло, което отдавна е загубило своето покритие и кора.

„В заключение, ние предоставяме доказателства, че Психея е богат на минерали астероид с хетерогенна повърхност, показващ както минерали, така и силикати и изглежда еволюира от удар“, казаха авторите. извеждам.

Симоне Марчи е учен в Югозападния изследователски институт и асоцииран изследовател в мисията на НАСА Psyche. Марчи не е участвал в това проучване, но окачени За значението му в съобщение за пресата. „Тези данни показват, че повърхността на Психея е хетерогенна, с подчертани разлики в състава. Основната цел на мисията на Психея е да проучи състава на повърхността на астероида с помощта на гама лъчи, неутронен спектрометър и цветен имиджър. Потенциалното присъствие на вариации в състава е нещо, което екипът по психология желае да проучи. Още по-важно.“

От мисията на НАСА Psyche ще зависи да потвърди тези открития по-строго.

Но изпращането на космически кораб чак до Психея, за да го разбере по-подробно, е нещо повече от самата Психея.

Ако Психеята е останалото ядро ​​на отделна скалиста планета, тя ще разкрие нещо за нашата планета и как се образуват отделни тела. Ще съдържа ли някои от същите светлинни елементи, които очакваме да намерим в земното ядро? Ядрото на Земята не е достатъчно плътно, за да бъде чисто желязо и никел. Учените смятат, че съдържа по-леки елементи като сяра, силиций, кислород, въглерод и водород.

Мисията Psyche също така ще определи дали астероидът се е образувал при повече или повече свиващи се окислителни условия от земното ядро. Това ще ни разкаже повече за слънчевата мъглявина и протопланетарния диск.

Хората понякога наричат ​​Психея астероид за златна мина, защото е богат на минерали. Всеки обект с неговия размер би съдържал огромно количество желязо, въпреки че тази стойност няма вероятност да бъде постигната или достигната скоро.

Но ако знанието е толкова ценно, колкото желязото, 16 Psyches все още може да са златна мина.

Тази статия първоначално е публикувана от вселената днес. Прочетете оригинална статия.