Астрономы представили самую подробную на сегодняшний день карту металлической души астероида

Если вы хотите провести судебно-медицинское исследование Солнечной системы, вы можете отправиться на главную астероид между поясом Марс И Юпитер. Здесь вы можете найти древние камни с первых дней существования Солнечной системы. Там, в холодной космической пустоте, вдали от Солнца, астероиды практически не зависят от космической погоды.

Астрономы иногда называют астероиды и их фрагменты метеоритов, падающие на Землю, капсулами времени из-за доказательств, которые они содержат.

Астероид Психея особенно интересен, и НАСА отправляет миссию для исследования необычного куска скалы.

Перед этой миссией группа исследователей объединила наблюдения Психеи с множества телескопов и разработала 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 состоят в основном из силиката железа и магния.

Металлические астероиды или астероиды М-типа являются самыми редкими из всех астероидов и составляют около 8 процентов всех известных астероидов. Похоже, что он содержит больше минералов, чем другие типы астероидов, и ученые считают, что он является источником железных метеоритов. Упасть на землю. Метеориты М-типа были одним из старейших источников железа в истории человечества.

Психея (16 Psyche) — астероид типа М. Его также называют карликовой планетой, потому что он имеет диаметр около 220 километров (140 миль). Он упоминается как 16 Psyche, потому что это была 16-я открытая малая планета. (Более крупные астероиды, такие как Психея, также известны как малые планеты.)

(НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт/Университет штата Аризона)

Психею иногда называют «астероидом с золотым прииском» из-за большого количества железа и никеля, которые он содержит. Хотя для ясности, никто не думает, что он богат золотом.

Визуальные эффекты Психеи мало что нам говорят. VLT Европейской южной обсерватории сделал несколько снимков астероида, но не раскрыл никаких подробностей.

История Психеи — это история неопределенности. Долгое время астрономы думали, что это обнаженное железное ядро ​​гораздо более крупного объекта. В этой гипотезе сильное столкновение или серия столкновений сорвали с тела кору и мантию.

Более крупный объект был полностью различим и имел диаметр около 500 километров (310 миль). Когда кора и мантия исчезли, осталось только богатое железом ядро.

Эта идея со временем не привлекла особого внимания, и астрономы продолжали ее замечать. Доказательства показали, что он был недостаточно плотным, чтобы быть твердым железом, и, вероятно, пористым.

Другие исследователи предположили, что Психея каким-то образом была разрушена, а затем воссоздана в виде смеси минералов и силикатов. В одном исследовании указано Эта Психея не так богата полезными ископаемыми, как мысль, и больше, чем груда щебня. В этом сценарии столкновения с более распространенными астероидами типа C отложили слой углерода и других материалов на поверхности Психеи.

Самая диковинная идея происхождения Психеи — железный вулкан. а Исследование 2019 г. представило доказательства Этот Саэки когда-то был точкой плавления. В этом сценарии внешние слои остыли и образовали трещины напряжения, а плавающее расплавленное ядро ​​изверглось в виде железных вулканов.

Единственный способ узнать наверняка, что такое Психея, — пойти и посмотреть на нее. Этим занимается НАСА.

Миссия называется «Психея», и ее запуск запланирован на осень 2022 года. Космический корабль будет полагаться на солнечные и электрические двигатели и гравитационный маневр с Марсом, чтобы достичь Психеи в 2026 году.

На изучение астероида уйдет 21 месяц, и он будет следовать по четырем отдельным орбитальным путям, каждый последующий путь будет ближе предыдущего.

Иллюстрация зонда «Психея» возле астероида «Психея». (НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт/Университет штата Аризона)

По мере приближения к астероиду он сосредоточится на различных научных целях.

Команда исследователей построила новую карту поверхности Психеи, чтобы подготовиться к миссии.

Карта находится в исследовательской статье, опубликованной в Журнал геофизических исследований: планеты. адрес «Неоднородная поверхность астероида (16) психическая,А ведущий автор — Саверио Камбиони из Департамента наук о Земле, атмосфере и планетах (EAPS) Массачусетского технологического института.

«Поверхность психики очень неоднородна», — Камбиони. Он сказал В пресс-релизе. «Это сложная поверхность, и эти карты подтверждают, что богатые металлом астероиды представляют собой интригующие, загадочные миры. Это еще одна причина с нетерпением ждать миссии Психеи по астероидам».

В этом исследовании авторы использовали Большая группа Atacama Миллиметр / метр (ALMA) для лучшего взгляда на 16 экстрасенсов. ALMA — радиотелескоп, состоящий из 66 антенн высокого разрешения. Отдельные антенны вместе действуют как интерферометр с высоким разрешением.

ALMA работает с длинами волн, чувствительными к температуре и некоторым электрическим свойствам материалов на поверхности Psyche.

«Сигналы антенн ALMA можно объединить в искусственный сигнал, эквивалентный телескопу диаметром 16 километров (10 миль)». Он сказал Соавтор Кэтрин де Клэр, доцент кафедры планетологии и астрономии Калифорнийского технологического института. «Чем больше телескоп, тем выше разрешение».

Новая карта основана на двух типах измерений. Один Тепловая инерция, то есть время, за которое вещество достигает температуры окружающей среды. Более высокая тепловая инерция означает, что это занимает больше времени.

Второй диэлектрическая постоянная. Диэлектрическая проницаемость описывает, насколько хорошо материалы проводят тепло, электричество или звук. Материал с низкой диэлектрической проницаемостью плохо работает 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 их объяснить. «Мы запускали эти симуляции регион за регионом, чтобы выявить различия в свойствах поверхности», — Камбиони. Говорит.

Чистое железо имеет бесконечную диэлектрическую проницаемость. Измеряя диэлектрическую проницаемость на Psyche, исследователи могут нанести на карту поверхность и определить области, наиболее богатые железом. Железо также обладает высокой термической инертностью, потому что оно очень плотное.

https://www.youtube.com/watch?v=NoLRfsMRO-о

Таким образом, объединение измерений тепловой инерции и диэлектрической проницаемости дает хорошее представление о поверхностных областях Психеи, богатых железом и другими металлами.

Исследователи называют своеобразную особенность Bravo Golf Psyche. Этот регион имеет систематически более низкую тепловую инерцию, чем высокогорные регионы. Гольф-район Браво депрессия Справа от главного меридиана астероида на изображении ниже.

Почему низкогорная область имеет меньшую тепловую инерцию? Другие исследования показывают, что этот район также освещен радаром. почему это? Исследователи предложили три варианта.

Низменности могут быть богаты полезными ископаемыми, но покрыты мелкими пористыми кратерами, что снижает их термическую инертность по сравнению с высокогорьями, покрытыми крупнозернистым реголитом. Тепловая инерция увеличивается с размером частиц. В этом сценарии мелкий реголит собирается в низинах.

«На небольших астероидах были замечены лужи мелкозернистого материала, их гравитация достаточно низка, чтобы удары сотрясали поверхность и вызывали сбор более мелкозернистого материала», — Кампионе. Он сказал. «Но Психея — большое тело, поэтому, если на дне впадины скапливается мелкозернистый материал, это довольно интересно и загадочно».

Вторая гипотеза заключается в том, что поверхностный материал, покрывающий низменности, более пористый, чем нагорья. Тепловая инерция уменьшается с увеличением пористости пород. Ударные трещины также могут сделать низменности более пористыми.

Третья гипотеза заключается в том, что низменности содержат больше материалов, богатых силикатами, чем горные районы, что дает им более низкую диэлектрическую проницаемость, чем в некоторых высокогорных районах. Идея состоит в том, что впадина Браво-Гольф могла образоваться в результате удара коллайдера, богатого силикатами, оставившего после себя богатый силикатами остаток.

В целом исследование показало, что поверхность 16 Psyche покрыта большим разнообразием материалов. Это также дополняет другие свидетельства того, что астероид богат минералами, хотя содержание минералов и силикатов сильно различается в разных регионах.

Это также указывает на то, что астероид может быть ядром остатков отдельного тела, которое давно потеряло свою оболочку и кору.

«В заключение мы предоставляем доказательства того, что Психея — это богатый минералами астероид с неоднородной поверхностью, на котором присутствуют как минералы, так и силикаты, и, по-видимому, он эволюционировал в результате удара», — говорят авторы. вывести.

Симона Марчи — ученый из Юго-Западного научно-исследовательского института и младший исследователь миссии НАСА «Психея». Марчи не участвовал в этом исследовании, но повесили О его важности в пресс-релизе. «Эти данные показывают, что поверхность Психеи неоднородна, с заметными различиями в составе. Основная цель миссии Психеи состоит в том, чтобы изучить состав поверхности астероида с помощью гамма-лучей, нейтронного спектрометра и цветного формирователя изображений. Потенциальное присутствие вариаций состава это то, что команда психологов стремится изучить более значительно».

Миссия НАСА «Психея» должна будет более тщательно подтвердить эти выводы.

Но отправить космический корабль на Психею, чтобы понять ее подробнее, — это больше, чем просто сама Психея.

Если Психея является оставшимся ядром отдельной каменистой планеты, она расскажет кое-что о нашей планете и о том, как формируются отдельные тела. Будет ли он содержать некоторые из тех же самых легких элементов, которые мы ожидаем найти 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 или более сжимающих окислительных условиях, чем ядро ​​Земли. Это расскажет нам больше о солнечной туманности и протопланетном диске.

Люди иногда называют Психею астероидом с золотой жилой, потому что он богат полезными ископаемыми. Любой объект такого размера будет содержать огромное количество железа, хотя это значение вряд ли будет достигнуто или достигнуто в ближайшее время.

Но если знания так же ценны, как железо, 16 Psyches все еще могут быть золотой жилой.

Эта статья была первоначально опубликована вселенная сегодня. Читать оригинальная статья.