Если вы хотите провести судебно-медицинское исследование Солнечной системы, вы можете отправиться в главный пояс астероидов между Марсом и Юпитером. Вот где вы можете найти древние камни из первых дней Солнечной системы. Там, в холодном космическом вакууме, далеко от Солнца, астероиды практически не затронуты космическим выветриванием.
Космические ученые иногда называют астероиды и их метеоритные фрагменты, упавшие на Землю, капсулами времени из-за доказательств, которые они хранят.
Астероид Психея особенно интересен, и НАСА отправляет миссию для исследования необычного куска скалы.
Перед этой миссией группа исследователей объединили наблюдения Психеи с множества телескопов и построили карту поверхности астероида.
Астрономы делят астероиды на три категории. Наиболее распространены углеродистые астероиды или астероиды С-типа. Они составляют около 75 процентов известных астероидов и содержат большое количество углерода. Углерод делает их темными, и у них низкое альбедо.
Кремниевые астероиды или астероиды S-типа являются вторым наиболее распространенным типом. Они составляют около 17 процентов известных астероидов и в основном состоят из силикатов железа и магния.
Металлические астероиды или астероиды М-типа являются самыми редкими типами астероидов и составляют около 8 процентов известных астероидов. Похоже, что они содержат больше металла, чем другие типы астероидов, и ученые считают, что они являются источником железных метеоритов, которые падают на Землю. Метеориты М-типа были одним из самых ранних источников железа в истории человечества.
Психея (16 Psyche) — астероид М-типа. Ее также называют карликовой планетой, потому что ее диаметр составляет около 220 километров (140 миль). Ее называют 16-й Психеей, потому что это была 16-я открытая малая планета. (Большие астероиды, такие как Психея, также известны как малые планеты.)
Психею иногда называют «астероидом с золотым прииском» из-за большого количества железа и никеля. содержит. Хотя, чтобы быть ясным, никто не думает, что он богат золотом.
Изображения Психеи в видимом свете мало что нам говорят. VLT Европейской южной обсерватории сделал несколько снимков астероида, но они не выявили никаких подробностей.
История Psyche — это история неопределенности. Долгое время астрономы думали, что это обнаженное железное ядро гораздо большего тела. Согласно этой гипотезе, мощное столкновение или серия столкновений сорвали с тела кору и мантию.
Более крупное тело должно было полностью дифференцироваться и иметь диаметр около 500 км (310 миль). Когда кора и мантия исчезли, осталось только богатое железом ядро.
Эта идея потеряла популярность со временем, и астрономы продолжали наблюдать за ней. Доказательства показали, что он был недостаточно плотным, чтобы быть твердым железом, и, вероятно, был пористым.
Другие исследователи предположили, что Психея каким-то образом разрушилась, а затем вновь образовалась в виде смеси металлов и силикатов. Одно исследование показало , что Psyche не так богата металлами, как мысль, и больше похожа на груду щебня. В этом сценарии столкновения с более распространенными астероидами C-типа отложили слой углерода и других материалов на поверхности Психеи.
Самая экзотическая идея происхождения Психеи — это ферровулканическая идея. Исследование 2019 года представило доказательства того, что Психея когда-то была расплавленной каплей. В этом сценарии внешние слои остыли и образовали трещины напряжения, а плавучее расплавленное ядро изверглось в виде железных вулканов.
Единственный способ узнать наверняка, что такое Психея, — пойти и посмотреть на нее. Вот чем занимается НАСА.
Миссия называется «Психея», и ее запуск запланирован на осень 2022 года. Космический корабль будет полагаться на солнечно-электрическую двигательную установку и гравитационный маневр с Марсом, чтобы добраться до Психеи. в 2026 году.
Он проведет 21 месяц, изучая астероид, и будет двигаться по четырем отдельным орбитальным траекториям, каждый последующий ближе предыдущего.
По мере приближения к астероиду он сосредоточится на различных научных задачах.
Команда исследователей составили новую карту поверхности Психеи, чтобы подготовиться к миссии.
Эта карта содержится в статье, опубликованной в Journal of Geophysical Research: Planets. Название — «Неоднородная поверхность астероида (16) Психея», а ведущий автор — Саверио Камбиони из Департамента наук о Земле, атмосфере и планетах Массачусетского технологического института (EAPS).
«Поверхность Психеи очень неоднородна, «, — сказал Камбиони в пресс-релизе. «Это эволюционировавшая поверхность, и эти карты подтверждают, что богатые металлами астероиды представляют собой интересные загадочные миры. Это еще одна причина с нетерпением ждать миссии Psyche, отправляющейся к астероиду».
В этом исследовании авторы использовали Большой миллиметровый/субмиллиметровый массив Atacama (ALMA), чтобы лучше рассмотреть 16 Psyche. ALMA — это радиотелескоп, состоящий из 66 высокоточных антенн. Отдельные антенны работают вместе как интерферометр с высоким разрешением.
ALMA работает на длинах волн, чувствительных к температуре и некоторым электрическим свойствам материалов на поверхности Психеи.
«Сигналы Антенны ALMA могут быть объединены в синтетический сигнал, который эквивалентен телескопу диаметром 16 километров (10 миль)», — сказала соавтор Кэтрин де Клир, доцент кафедры планетологии и астрономии Калифорнийского технологического института. «Чем больше телескоп, тем выше разрешение».
Новая карта основана на двух типах измерений. Одним из них является тепловая инерция, которая показывает, сколько времени требуется материалу, чтобы достичь температуры окружающей среды. Более высокая тепловая инерция означает, что это занимает больше времени.
Вторая – диэлектрическая проницаемость. Диэлектрическая проницаемость описывает, насколько хорошо материал проводит тепло, электричество или звук. Материал с низкой диэлектрической проницаемостью плохо проводит ток и является хорошим изолятором, и наоборот.
Исследователи взяли наблюдения ALMA за тепловой инерцией и диэлектрической проницаемостью и провели сотни симуляций, чтобы увидеть, какие комбинации материалов могут объяснить их. «Мы запускали эти симуляции область за областью, чтобы выявить различия в свойствах поверхности, — говорит Камбиони.
Чистое железо имеет бесконечную диэлектрическую проницаемость. Измерив диэлектрическую проницаемость Психеи, исследователи смогли составить карту поверхности и определить области, более богатые железом. Железо также обладает высокой тепловой инерцией из-за своей плотности.
Таким образом, объединение измерений тепловой инерции и диэлектрической проницаемости дает хорошее представление о том, какие области поверхности Психеи богаты железом и другими металлами.
The исследователи называют любопытную особенность Психеи регионом Браво-Гольф. Этот регион имеет систематически более низкую тепловую инерцию, чем высокогорные районы. Область Браво-Гольф — это впадина справа от нулевого меридиана астероида на изображении ниже.
Почему область с низкой высотой имеет меньшую тепловую инерцию? Другие исследования показывают, что этот регион также хорошо освещается радаром. Почему это? Исследователи предложили три варианта.
Низины могут быть богаты металлами, но покрыты мелким пористым реголитом, что снижает их тепловую инерцию по сравнению с высокогорьями, покрытыми более грубым реголитом. Тепловая инерция увеличивается с размером частиц. В этом сценарии более мелкозернистый реголит скопился бы в низменностях.
«На небольших астероидах были замечены пруды из мелкозернистого материала, гравитация которых достаточно низка, чтобы удары сотрясали поверхность и вызывали более тонкие материалы для объединения», — сказал Камбиони. «Но Психея — большое тело, поэтому, если на дне впадины скопились мелкозернистые материалы, это интересно и несколько загадочно».
Вторая гипотеза состоит в том, что поверхностный материал, покрывающий низменности, более пористее, чем высокогорье. Тепловая инерция уменьшается по мере увеличения пористости породы. Ударные трещины также могут сделать низменности более пористыми.
Третья гипотеза состоит в том, что низменности содержат больше материалов, богатых силикатом, чем горные районы, что дает им более низкую диэлектрическую проницаемость, чем в некоторых районах высокогорья. Идея состоит в том, что впадина Браво-Гольф могла образоваться в результате удара ударным элементом, богатым силикатом, и оставила после себя богатый силикатом остаток.
В целом, исследование показывает, что поверхность 16 Psyche покрыта большое разнообразие материалов. Это также дополняет другие доказательства того, что астероид богат металлами, хотя содержание металлов и силикатов значительно различается в разных регионах.
Это также предполагает, что астероид может быть остатком ядра дифференцированного тела. который давно потерял свою мантию и кору.
«В заключение мы приводим доказательства того, что Психея — это богатый металлами астероид, поверхность которого неоднородна, содержит как металлические, так и силикатные материалы и, по-видимому, образовалась в результате ударов», — заключают авторы.
Симоне Марчи — научный сотрудник Юго-Западного научно-исследовательского института и соисследователь миссии НАСА «Психея». Марчи не участвовал в этом исследовании, но прокомментировал его значение в пресс-релизе. «Эти данные показывают, что поверхность Психеи неоднородна, с возможными значительными вариациями состава. Одной из основных целей миссии Психея является изучение состава поверхности астероида с помощью его гамма-лучей и нейтронного спектрометра, а также цветного изображения. Итак, возможное присутствие композиционных неоднородностей – это то, что команда Psyche Science Science стремится изучить подробнее».
Миссия Psyche НАСА должна подтвердить эти выводы более тщательно.
Но отправка космического корабля на Психею для более подробного изучения — это нечто большее, чем просто сама Психея.
Если Психея является остатком каменистого, дифференцированного планетезималя, это откроет кое-что о нашей планеты и как формируются дифференцированные тела. Будет ли он содержать некоторые из тех же самых легких элементов, которые, как мы ожидаем, находятся в ядре Земли? Ядро Земли недостаточно плотное, чтобы состоять из чистого железа и никеля. Ученые считают, что он содержит более легкие элементы, такие как сера, кремний, кислород, углерод и водород.
Миссия Psyche также определит, сформировался ли астероид в более окислительных или восстановительных условиях, чем ядро Земли. Это расскажет нам больше о солнечной туманности и протопланетном диске.
Люди иногда называют Психею астероидом с золотым рудником, потому что он так богат металлами. Объект такого размера будет содержать огромное количество железа, хотя это значение вряд ли будет реализовано или доступно в ближайшее время.
Но если знание так же ценно, как железо, то 16 Psyche все еще может быть золотым. моя.
Эта статья была первоначально опубликована Universe Today. Прочтите исходную статью.
В жизни мало что можно сказать наверняка. Но кажется весьма вероятным, что люди будут исследовать…
Камни, исследованные марсоходом Curiosity на дне древнего, давно высохшего озера на Марсе, выявили условия, которые,…
Подключение пятого поколения или «5G» для сотовых технологий стало стандартом для сетей всего около пяти…
Каждую секунду через вас проходит около триллиона крошечных частиц, называемых нейтрино. Созданные во время Большого…
На ночной стороне экзопланеты Астролабос всегда темно и бурно.Там, в постоянной тени, обращенной в сторону…
Вы видели Солнце, но никогда не видели его таким. Этот единственный кадр из видео, снятого…