Οι αστρονόμοι αποκάλυψαν τον πιο λεπτομερή χάρτη του αστεροειδούς Ψυχή μέχρι τώρα

Οι αστρονόμοι έχουν δημιουργήσει τον πιο λεπτομερή χάρτη της επιφάνειας του 16-Psyche, ενός αστεροειδούς που οι επιστήμονες πιστεύουν ότι θα μπορούσε να έχει ενδείξεις για το πώς σχηματίστηκαν οι πλανήτες στο ηλιακό μας σύστημα. σύμφωνα με χαρτί Δημοσιεύτηκε στο Journal of Geophysical Research, το 16-Psyche έχει μια πολύ ποικιλόμορφη επιφάνεια ορυκτών, άμμου και βράχου, γεγονός που υποδηλώνει ότι η ιστορία του θα μπορούσε να περιλαμβάνει εκρήξεις ορυκτών, καθώς και συγκρούσεις με άλλα ουράνια σώματα. Ο αστεροειδής είναι το επίκεντρο της αποστολής Psyche της NASA, η οποία θα εκτοξευθεί αργότερα φέτος.

όπως είμαστε Το ανέφερα προηγουμένως16 ψυχικός Αστεροειδής τύπου Μ. (που σημαίνει ότι έχει υψηλή περιεκτικότητα σε μέταλλα) περιφέρεται γύρω από τον ήλιο στην κύρια ζώνη των αστεροειδών, μοιάζοντας ασυνήθιστα με πατάτα. Η από καιρό ευνοημένη υπόθεση είναι ότι η Ψυχή είναι ο εκτεθειμένος ορυκτός πυρήνας ενός πρωτοπλανήτη (ένας μικρότερος πλανήτης) από τις πρώτες μέρες του ηλιακού μας συστήματος, με τον φλοιό και τον μανδύα του να απογυμνώνονται από συγκρούσεις (ή πολλαπλές συγκρούσεις) με άλλα αντικείμενα. Τα τελευταία χρόνια, οι επιστήμονες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι οι εκτιμήσεις για τη μάζα και την πυκνότητα δεν αντιστοιχούν Υπολείμματα εξολοκλήρου μετάλλου. Αντίθετα, είναι πιθανό να είναι ένα πολύπλοκο μείγμα ορυκτών και πυριτικών αλάτων.

Εναλλακτικά, ο αστεροειδής μπορεί κάποτε να ήταν το αρχικό σώμα μιας συγκεκριμένης κατηγορίας πετρώδους και σιδερένιου μετεωρίτη, εκείνους που θρυμματίστηκαν και ανασχηματίστηκαν για να σχηματίσουν ένα μείγμα μετάλλου και πυριτικών αλάτων. ή ίσως κάτι παρόμοιο 1 σειράένας πλανήτης νάνος στη ζώνη των αστεροειδών μεταξύ των τροχιών του Άρη και του Δία – με εξαίρεση το 16 Psyche μπορεί να έχει βιώσει μια περίοδο ηφαιστείων σιδήρου κατά τη διάρκεια της ψύξης, αφήνοντας πολύ εμπλουτισμένα ορυκτά σε αυτά τα ηφαιστειακά κέντρα.

Οι επιστήμονες υποπτεύονται εδώ και καιρό ότι οι μεταλλικοί πυρήνες βρίσκονται τόσο βαθιά όσο και επίγειοι πλανήτες όπως η Γη. Αλλά αυτοί οι πυρήνες είναι θαμμένοι πολύ μακριά κάτω από τον μανδύα και τις κρούστες των βράχων για να τους εντοπίσουν οι ερευνητές. Ως το μόνο ορυκτό αντικείμενο που ανακαλύφθηκε ποτέ, το Psyche παρέχει μια ιδανική ευκαιρία να ρίξει φως στο πώς σχηματίστηκαν οι βραχώδεις πλανήτες του Ηλιακού μας Συστήματος (Γη, Ερμής, Αφροδίτη και Άρης). Η NASA συμφώνησε αυτοαποστολή Το 2017, σκοπεύει να στείλει ένα διαστημόπλοιο σε τροχιά γύρω από τον αστεροειδή και να συλλέξει σημαντικά δεδομένα για τις ιδιότητές του.

Οι προηγούμενες προσπάθειες χαρτογράφησης βασίζονταν στη μέτρηση του υπέρυθρου φωτός που αναπηδά από την επιφάνεια του αστεροειδούς χρησιμοποιώντας διάφορα τηλεσκόπια σε όλο τον κόσμο. Πέρυσι, οι αστρονόμοι δημιούργησαν έναν επιφανειακό χάρτη Psyche πολύ υψηλότερης ανάλυσης, με βάση τα δεδομένα παρατήρησης του 2019 που συλλέχθηκαν και από τις 66 κεραίες ραδιοφώνου της συστοιχίας Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) στη Χιλή.

Συνδυάζοντας όλα αυτά τα σήματα σε ένα ενιαίο τεχνητό σήμα, η ομάδα πέτυχε την ανάλυση ισοδύναμη με ένα τηλεσκόπιο με διάμετρο 16 χιλιομέτρων (10 μίλια) — περίπου 20 μίλια ανά pixel. Αυτή η άποψη τους επέτρεψε να επιλύσουν πολλές από τις διαφορές σύνθεσης στην επιφάνεια του αστεροειδούς. Χρησιμοποιήστε αυτό για να δημιουργήσετε ένα αρχείο Χάρτης εκπομπών θερμότητας Από την επιφάνεια του αστεροειδούς με υψηλή ακρίβεια τρισδιάστατο μοντέλο εαυτός.

Αυτός ο τελευταίος χάρτης βασίζεται σε εκατοντάδες σενάρια προσομοίωσης υπολογιστή, το καθένα με διαφορετικό μείγμα σύνθεσης επιφανειακού υλικού, λαμβάνοντας υπόψη την περιστροφή του αστεροειδούς. Στη συνέχεια, η ομάδα συνέκρινε αυτές τις προσομοιώσεις με τις πραγματικές εκπομπές θερμότητας στα δεδομένα ALMA για να προσδιορίσει τον πιο πιθανό χάρτη της επιφάνειας του 16-Psyche.

Τα αποτελέσματα: ο αστεροειδής είναι πλούσιος σε μέταλλα, αλλά η κατανομή του στην επιφάνειά του ποικίλλει. Μια παρόμοια ποικίλη κατανομή πυριτικών αλάτων υποδηλώνει ότι το 16-Psyche μπορεί να είχε ένα πλούσιο σε πυριτικό κέλυφος. Επιπλέον, το υλικό στον πυθμένα των κρατήρων αλλάζει τη θερμοκρασία πιο γρήγορα από ό,τι κατά μήκος της άκρης καθώς ο αστεροειδής περιστρέφεται. Οι συγγραφείς προτείνουν ότι αυτοί οι κρατήρες μπορεί να περιέχουν ιζήματα («λίμνες») λεπτόκοκκης άμμου. Αυτό είναι λίγο περίεργο δεδομένης της μάζας του 16-Psyche και της ισχυρότερης βαρύτητας, σε σύγκριση με μικρότερους αστεροειδείς που περιέχουν λεπτόκοκκο υλικό.

“Αυτά τα δεδομένα δείχνουν ότι η επιφάνεια της Ψυχής είναι ετερογενής, με έντονες διαφορές στη σύνθεση.” είπε ο Simon Marchi του Ινστιτούτου Ερευνών Νοτιοδυτικών Ερευνών, ένας ερευνητής Ψυχικής που δεν συμμετείχε στην τρέχουσα μελέτη. “Ένας από τους πρωταρχικούς στόχους της αποστολής του Psyche είναι να μελετήσει τη σύνθεση της επιφάνειας του αστεροειδούς χρησιμοποιώντας ακτίνες γάμμα, φασματόμετρο νετρονίων και έγχρωμη απεικόνιση. Έτσι, η πιθανότητα παραλλαγών στη σύνθεση είναι κάτι που η ομάδα του Psyche Science θέλει να μελετήσει περαιτέρω.”

DOI: Journal of Geophysical Research, 2022. 10.1029/2021JE007091/a> (Σχετικά με τα DOI).