Rock

Απίστευτοι νέοι χάρτες του αστεροειδούς ψυχής αποκαλύπτουν έναν αρχαίο κόσμο από μέταλ και ροκ

Αστρονόμοι στο MIT και αλλού έχουν χαρτογραφήσει τη σύνθεση του αστεροειδούς Psyche, αποκαλύπτοντας μια επιφάνεια από μέταλλο, άμμο και βράχο. Πίστωση: Στιγμιότυπο από τη NASA

Η ποικίλη επιφάνεια του αστεροειδούς Psyche υποδηλώνει μια δυναμική ιστορία, η οποία θα μπορούσε να περιλαμβάνει μεταλλικές εκρήξεις, κρούσεις που τρέμουν αστεροειδείς και έναν χαμένο βραχώδη μανδύα.

Αργότερα φέτος,[{” attribute=””>NASA is set to launch a probe the size of a tennis court to the asteroid belt, a region between the orbits of Psyche Spacecraft at the Asteroid Psyche (Illustration)

This illustration, updated in April 2022, depicts NASA’s Psyche spacecraft. Set to launch in August 2022, the Psyche mission will explore a metal-rich asteroid of the same name that lies in the main asteroid belt between Mars and Jupiter. The spacecraft will arrive in early 2026 and orbit the asteroid – also shown in this illustration – for nearly two years to investigate its composition. Credit: NASA/JPL-Caltech/ASU

Overall, Psyche’s surface was found to be surprisingly varied in its properties.

The new maps hint at the asteroid’s history. Its rocky regions could be vestiges of an ancient mantle — similar in composition to the rocky outermost layer of Earth, Mars, and the asteroid Vesta — or the imprint of past impacts by space rocks. Finally, craters that contain metallic material support the idea proposed by previous studies that the asteroid may have experienced early eruptions of metallic lava as its ancient core cooled.

“Psyche’s surface is very heterogeneous,” says lead author Saverio Cambioni, the Crosby Distinguished Postdoctoral Fellow in MIT’s Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences (EAPS). “It’s an evolved surface, and these maps confirm that metal-rich asteroids are interesting, enigmatic worlds. It’s another reason to look forward to the Psyche mission going to the asteroid.”

Cambioni’s co-authors are Katherine de Kleer, assistant professor of planetary science and astronomy at Caltech, and Michael Shepard, professor of environmental, geographical, and geological sciences at Bloomsburg University.

Telescope Power

The surface of Psyche has been a focus of numerous previous mapping efforts. Researchers have observed the asteroid using various telescopes to measure light emitted from the asteroid at infrared wavelengths, which carry information about Psyche’s surface composition. However, these studies could not spatially resolve variations in composition over the surface.

Cambioni and his colleagues instead were able to see Psyche in finer detail, at a resolution of about 20 miles per pixel, using the combined power of the 66 radio antennas of the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (
Στα αριστερά, αυτός ο χάρτης δείχνει επιφανειακές ιδιότητες στο Psyche, από αμμώδεις περιοχές (μωβ/χαμηλά) έως βραχώδεις περιοχές (κίτρινο/υψηλό). Ο χάρτης στα δεξιά δείχνει αφθονίες μετάλλων στο Psyche, από χαμηλό (μωβ) έως υψηλό (κίτρινο).

Να πιάσω ένα ματς

Στη νέα μελέτη, ο Cambioni έκανε προσομοιώσεις του Psyche για να δει ποιες ιδιότητες επιφάνειας θα μπορούσαν να ταιριάζουν καλύτερα και να εξηγήσει τις μετρούμενες θερμικές εκπομπές. Σε κάθε ένα από τα εκατοντάδες προσομοιωμένα σενάρια, έθεσε την επιφάνεια του αστεροειδούς με διαφορετικούς συνδυασμούς υλικών, όπως περιοχές με διαφορετική αφθονία μετάλλων. Μοντελοποίησε την περιστροφή του αστεροειδούς και μέτρησε πώς τα προσομοιωμένα υλικά στον αστεροειδή θα εκπέμπουν θερμικές εκπομπές. Στη συνέχεια, η Cambioni αναζήτησε τις προσομοιωμένες εκπομπές που ταίριαζαν καλύτερα με τις πραγματικές εκπομπές που μετρήθηκαν από την ALMA. Αυτό το σενάριο, σκέφτηκε, θα αποκάλυπτε τον πιο πιθανό χάρτη των υλικών της επιφάνειας του αστεροειδούς.

«Εκτελέσαμε αυτές τις προσομοιώσεις ανά περιοχή, ώστε να μπορέσουμε να εντοπίσουμε διαφορές στις ιδιότητες της επιφάνειας», λέει ο Cambioni.

Η μελέτη παρήγαγε λεπτομερείς χάρτες των επιφανειακών ιδιοτήτων του Psyche, δείχνοντας ότι η πρόσοψη του αστεροειδούς πιθανότατα καλύπτεται από μεγάλη ποικιλία υλικών. Οι ερευνητές επιβεβαίωσαν ότι, συνολικά, η επιφάνεια του Psyche είναι πλούσια σε μέταλλα, αλλά η αφθονία των μετάλλων και των πυριτικών αλάτων ποικίλλει σε όλη την επιφάνειά του. Αυτό μπορεί να είναι μια περαιτέρω υπόδειξη ότι, νωρίς στον σχηματισμό του, ο αστεροειδής μπορεί να είχε έναν πλούσιο σε πυριτικό μανδύα που έκτοτε έχει εξαφανιστεί.

Βρήκαν επίσης ότι, καθώς ο αστεροειδής περιστρέφεται, το υλικό στο κάτω μέρος μιας μεγάλης κοιλότητας – πιθανότατα ενός κρατήρα – αλλάζει τη θερμοκρασία πολύ πιο γρήγορα από το υλικό κατά μήκος του χείλους. Αυτό υποδηλώνει ότι ο πυθμένας του κρατήρα καλύπτεται από «λίμνες» λεπτόκοκκου υλικού, όπως η άμμος στη Γη, η οποία θερμαίνεται γρήγορα, ενώ τα χείλη του κρατήρα αποτελούνται από πιο βραχώδη, πιο αργά προς ζεστά υλικά.

«Έχουν παρατηρηθεί λίμνες από λεπτόκοκκα υλικά σε μικρούς αστεροειδείς, των οποίων η βαρύτητα είναι αρκετά χαμηλή ώστε οι κρούσεις να ταρακουνούν την επιφάνεια και να προκαλούν τη συγκέντρωση λεπτότερων υλικών», λέει ο Cambioni. «Αλλά η Ψυχή είναι ένα μεγάλο σώμα, οπότε αν συσσωρεύονται λεπτόκοκκα υλικά στο κάτω μέρος της κατάθλιψης, αυτό είναι ενδιαφέρον και κάπως μυστηριώδες».

«Αυτά τα δεδομένα δείχνουν ότι η επιφάνεια του Psyche είναι ετερογενής, με πιθανές αξιοσημείωτες παραλλαγές στη σύνθεση», λέει η Simone Marchi, επιστήμονας στο Southwest Research Institute και συν-ερευνήτρια στην αποστολή Psyche της NASA, η οποία δεν συμμετείχε στην τρέχουσα μελέτη. «Ένας από τους πρωταρχικούς στόχους της αποστολής Psyche είναι να μελετήσει τη σύνθεση της επιφάνειας του αστεροειδούς χρησιμοποιώντας τις ακτίνες γάμμα και το φασματόμετρο νετρονίων και έναν έγχρωμο απεικονιστή. Έτσι, η πιθανή παρουσία ετερογενειών σύνθεσης είναι κάτι που η Ομάδα Επιστημών της Ψυχικής επιθυμεί να μελετήσει περισσότερο».

Αναφορά: «The Heterogeneous Surface of Asteroid (16) Psyche» των Saverio Cambioni, Katherine de Kleer και Michael Shepard, 19 Μαΐου 2022, Journal of Geophysical Research: Planets.
DOI: 10.1029/2021JE007091

Αυτή η έρευνα υποστηρίχθηκε από την EAPS Crosby Distinguished Post-doctoral Fellowship, και εν μέρει από το Ίδρυμα Heising-Simons.

About the author

admin

Leave a Comment