Astronomen hebben de meest gedetailleerde kaart van de metalen ziel van een asteroïde tot nu toe onthuld

Als je een forensisch onderzoek van het zonnestelsel wilt doen, kun je naar de hoofdpagina gaan asteroïde tussen de riem Mars En de Jupiter. Hier vind je oude rotsen uit de begintijd van het zonnestelsel. Daar in de koude leegte van de ruimte, ver van de zon, worden asteroïden grotendeels onaangetast door het weer in de ruimte.

Astronomen verwijzen soms naar asteroïden – en hun meteorietfragmenten die naar de aarde vallen – als tijdcapsules vanwege het bewijs dat ze bevatten.

Asteroid Psyche is bijzonder interessant en NASA stuurt een missie om het ongewone stuk rots te onderzoeken.

Voorafgaand aan deze missie combineerde een team van onderzoekers Psyche’s observaties van een reeks telescopen en ontwierp een kaart van het oppervlak van de asteroïde.

Astronomen verdelen asteroïden in drie categorieën. Koolstofhoudende of C-type asteroïden zijn het meest voorkomende type. Ze vormen ongeveer 75 procent van de bekende asteroïden en bevatten grote hoeveelheden koolstof. Koolstof maakt ze donker en ze hebben een laag albedo.

Asteroïden van het silica- of S-type zijn het op één na meest voorkomende type. Ze vormen ongeveer 17 procent van de bekende asteroïden en zijn voornamelijk gemaakt van ijzer en magnesiumsilicaat.

Metalen of M-type asteroïden zijn de zeldzaamste van alle asteroïden en vormen ongeveer 8 procent van alle bekende asteroïden. Het lijkt meer mineralen te bevatten dan andere soorten asteroïden, en wetenschappers geloven dat het de bron is van ijzermeteorieten op de grond vallen. M-type meteorieten waren een van de oudste bronnen van ijzer in de menselijke geschiedenis.

Psyche (16 Psyche) is een asteroïde van het type M. Hij wordt ook wel een dwergplaneet genoemd omdat hij een diameter heeft van ongeveer 220 kilometer (140 mijl). Het wordt 16 Psyche genoemd omdat het de 16e kleine planeet was die werd ontdekt. (Grotere asteroïden zoals Psyche zijn ook bekend als kleine planeten.)

(NASA/JPL-Caltech/Arizona State University)

Psyche wordt soms een “goudmijn-asteroïde” genoemd vanwege de rijkdom aan ijzer en nikkel die het bevat. Hoewel voor de duidelijkheid, niemand denkt dat het rijk is aan goud.

De beelden van Psyche zeggen ons niet veel. De VLT van de European Southern Observatory nam enkele foto’s van de asteroïde, maar gaf geen details vrij.

De geschiedenis van Psyche is een geschiedenis van onzekerheid. Lange tijd dachten astronomen dat het de blootliggende ijzeren kern was van een veel groter object. In deze hypothese heeft een sterke botsing of een reeks botsingen de korst en mantel van het lichaam gestript.

Het grotere object was volledig waarneembaar en had een diameter van ongeveer 500 kilometer (310 mijl). Met de korst en de mantel verdwenen, bleef alleen de ijzerrijke kern over.

Dit idee kreeg in de loop van de tijd niet veel aandacht en astronomen bleven het opmerken. Bewijs toonde aan dat het niet dicht genoeg was om vast ijzer te zijn en waarschijnlijk poreus.

Andere onderzoekers hebben gesuggereerd dat Psyche op de een of andere manier werd verstoord en vervolgens werd gereconstitueerd als een mengsel van mineralen en silicaten. Eén studie gaf aan: Die Psyche is niet zo rijk aan mineralen als gedacht en meer dan een puinhoop. In dit scenario legden botsingen met de meer gebruikelijke Type C-asteroïden een laag koolstof en andere materialen af ​​op het oppervlak van Psyche.

Het meest bizarre idee achter de oorsprong van Psyche is het ijzeren vulkanische idee. a Studie uit 2019 leverde bewijs Die Saeki was ooit een smeltpunt. In dit scenario koelden de buitenste lagen af ​​en vormden spanningsscheuren, en de drijvende gesmolten kern barstte uit als ijzervulkanen.

De enige manier om zeker te weten wat Psyche is, is door ernaar te gaan kijken. Dit is wat NASA doet.

De missie heet Psyche en zal naar verwachting ergens in de herfst van 2022 worden gelanceerd. Het ruimtevaartuig zal afhankelijk zijn van zonne- en elektrische aandrijving en een zwaartekrachtmanoeuvre met Mars om Psyche in 2026 te bereiken.

Het zal 21 maanden duren om de asteroïde te bestuderen en zal vier afzonderlijke orbitale paden volgen, elk volgend pad dichterbij dan het vorige.

Illustratie van de Psyche-sonde in de buurt van de Psyche-asteroïde. (NASA/JPL-Caltech/Arizona State University)

Terwijl het de asteroïde nadert, zal het zich concentreren op verschillende wetenschappelijke doelen.

Een team van onderzoekers heeft een nieuwe kaart van het oppervlak van Psyche gebouwd om zich voor te bereiden op de missie.

De kaart staat in een onderzoekspaper gepubliceerd in Journal of Geophysical Research: Planeten. het adres is “Het heterogene oppervlak van de asteroïde (16) psychische,En hoofdauteur is Saverio Cambioni van het Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences (EAPS) aan het MIT.

“Het oppervlak van Psyche is erg heterogeen”, zegt Cambioni . Hij zei In een persbericht. “Het is een geavanceerd oppervlak en deze kaarten bevestigen dat metaalrijke asteroïden intrigerende, mysterieuze werelden zijn. Het is nog een reden om uit te kijken naar de asteroïde-missie van Psyche.”

In deze studie gebruikten de auteurs Grote Atacama Groep Millimeter / Meter (ALMA) voor een betere kijk op 16 helderzienden. ALMA is een radiotelescoop die bestaat uit 66 antennes met een hoge resolutie. De afzonderlijke antennes werken samen als een interferometer met hoge resolutie.

ALMA werkt met golflengten die gevoelig zijn voor temperatuur en sommige elektrische eigenschappen van materialen op het oppervlak van Psyche.

“De signalen van ALMA-antennes kunnen worden gecombineerd tot een kunstmatig signaal dat equivalent is aan een telescoop met een diameter van 16 kilometer (10 mijl)” Hij zei Co-auteur Catherine de Clare, assistent-professor planetaire wetenschappen en astronomie bij Caltech. “Hoe groter de telescoop, hoe hoger de resolutie.”

De nieuwe kaart is gebaseerd op twee soorten metingen. Een is thermische inertie, wat de tijd is die een stof nodig heeft om zijn omgevingstemperatuur te bereiken. Door de hogere thermische inertie duurt het langer.

De tweede is diëlektrische constante. De diëlektrische constante beschrijft hoe goed materialen warmte, elektriciteit of geluid geleiden. Een materiaal met een lage diëlektrische constante presteert slecht en is een goede isolator en vice versa.

De onderzoekers namen ALMA’s waarnemingen van de thermische traagheid en diëlektrische constante en voerden honderden simulaties uit om te zien welke combinaties van materialen ze konden verklaren. “We hebben deze simulaties regio per regio uitgevoerd, zodat we verschillen in oppervlakte-eigenschappen konden identificeren,” Cambioni Zegt.

Zuiver ijzer heeft een oneindige diëlektrische constante. Door de diëlektrische constante op Psyche te meten, kunnen onderzoekers het oppervlak in kaart brengen en gebieden identificeren die het rijkst zijn aan ijzer. IJzer heeft ook een hoge thermische inertie omdat het zo dicht is.

Dus het combineren van de metingen van de thermische traagheid en de diëlektrische constante geeft een goed idee van de oppervlaktegebieden die aanwezig zijn in Psyche en die rijk zijn aan ijzer en andere metalen.

Onderzoekers noemen een eigenaardig kenmerk op Bravo Golf Psyche. Deze regio heeft een systematisch lagere thermische inertie dan de hooglandregio’s. Bravo Golf District is depressie Net rechts van de hoofdmeridiaan van de asteroïde in de onderstaande afbeelding.

Waarom heeft een laaggelegen gebied een lagere thermische inertie? Andere studies tonen aan dat het gebied ook helder is met radar. waarom is dat? De onderzoekers kwamen met drie mogelijkheden.

Laaglanden kunnen rijk zijn aan mineralen, maar bedekt met fijne, poreuze kraters die hun thermische inertie verminderen in vergelijking met hooglanden bedekt met grof regoliet. Thermische traagheid neemt toe met de deeltjesgrootte. In dit scenario verzamelt fijne regoliet zich in de laaglanden.

“Plassen van fijnkorrelig materiaal zijn waargenomen op kleine asteroïden, hun zwaartekracht is laag genoeg om schokken te veroorzaken die het oppervlak doen schudden en ervoor zorgen dat het fijnere materiaal wordt verzameld,” Campione Hij zei. “Maar Psyche is een groot lichaam, dus als fijnkorrelig materiaal zich ophoopt op de bodem van de depressie, is dat nogal interessant en mysterieus.”

De tweede hypothese is dat het oppervlaktemateriaal dat de laaglanden bedekt, poreuzer is dan de hooglanden. Thermische traagheid neemt af met toenemende porositeit van gesteenten. Impactfracturen kunnen laaglanden ook poreuzer maken.

De derde hypothese is dat de laaglanden meer silicaatrijke materialen bevatten dan de hooglanden, waardoor ze een lagere diëlektrische constante hebben dan sommige hooglandgebieden. Het idee is dat de Bravo-Golf Depressie gevormd zou kunnen zijn door de impact van een silicaatrijke botser die een silicaatrijk overblijfsel achterlaat.

In het algemeen bleek uit het onderzoek dat het oppervlak van 16 Psyche is bedekt met een grote verscheidenheid aan materialen. Het draagt ​​ook bij aan ander bewijs dat aantoont dat de asteroïde rijk is aan mineralen, hoewel de overvloed aan mineralen en silicaten sterk varieert in verschillende regio’s.

Het geeft ook aan dat de asteroïde de kern kan zijn van de overblijfselen van een afzonderlijk lichaam dat lang geleden zijn omhulsel en korst verloor.

“Tot slot leveren we bewijs dat Psyche een mineraalrijke asteroïde is met een heterogeen oppervlak, dat zowel mineralen als silicaten vertoont, en lijkt te zijn geëvolueerd door impact”, aldus de auteurs. afleiden.

Simone Marchi is een wetenschapper bij het Southwest Research Institute en een geassocieerd onderzoeker voor NASA’s Psyche-missie. Marchi was niet betrokken bij dit onderzoek, maar opgehangen Over het belang ervan in een persbericht. “Deze gegevens laten zien dat het oppervlak van Psyche heterogeen is, met duidelijke verschillen in samenstelling. Een primair doel van Psyche’s missie is om de samenstelling van het oppervlak van de asteroïde te bestuderen met behulp van gammastralen, een neutronenspectrometer en een kleurenbeeldvormer. De mogelijke aanwezigheid van samenstellingsvariaties is iets dat het psychologieteam graag wil bestuderen, belangrijker.’

Het is aan NASA’s Psyche-missie om deze bevindingen strenger te bevestigen.

Maar een ruimtevaartuig helemaal naar Psyche sturen om het in meer detail te begrijpen, is meer dan alleen Psyche zelf.

Als Psyche de overgebleven kern is van een afzonderlijke rotsachtige planeet, zal het iets onthullen over onze planeet en hoe verschillende lichamen worden gevormd. Zal het enkele van dezelfde lichtelementen bevatten die we in de kern van de aarde verwachten te vinden? De kern van de aarde is niet dicht genoeg om puur ijzer en nikkel te zijn. Wetenschappers geloven dat het lichtere elementen bevat zoals zwavel, silicium, zuurstof, koolstof en waterstof.

De Psyche-missie zal ook bepalen of de asteroïde is gevormd onder meer of meer samentrekkende oxiderende omstandigheden dan de kern van de aarde. Dit zal ons meer vertellen over de zonnenevel en de protoplanetaire schijf.

Mensen verwijzen soms naar Psyche als een asteroïde van een goudmijn, omdat het rijk is aan mineralen. Elk object van zijn grootte zou een enorme hoeveelheid ijzer bevatten, hoewel deze waarde waarschijnlijk niet snel zal worden bereikt of bereikt.

Maar als kennis net zo waardevol is als ijzer, kunnen 16 Psyches nog steeds een goudmijn zijn.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd door universum vandaag. Lees de origineel artikel.