Gli astronomi hanno svelato la mappa più dettagliata dell’anima metallica di un asteroide fino ad oggi

Se vuoi condurre uno studio forense del sistema solare, puoi andare al principale asteroide tra la cintura Marte E il Giove. Qui è dove puoi trovare antiche rocce dei primi giorni del sistema solare. Lì, nel freddo vuoto dello spazio, lontano dal sole, gli asteroidi non sono in gran parte influenzati dal tempo nello spazio.

Gli astronomi a volte si riferiscono agli asteroidi – e ai loro frammenti di meteorite che cadono sulla Terra – come capsule del tempo a causa delle prove che detengono.

L’asteroide Psyche è particolarmente interessante e la NASA invia una missione per indagare sull’insolito pezzo di roccia.

Prima di questa missione, un team di ricercatori ha combinato le osservazioni di Psyche da una serie di telescopi e ha progettato una mappa della superficie dell’asteroide.

Gli astronomi dividono gli asteroidi in tre categorie. Gli asteroidi carboniosi o di tipo C sono il tipo più comune. Costituiscono circa il 75% degli asteroidi conosciuti e contengono grandi quantità di carbonio. Il carbonio li rende scuri e hanno un basso albedo.

Gli asteroidi di silice o di tipo S sono il secondo tipo più comune. Costituiscono circa il 17% degli asteroidi conosciuti e sono costituiti principalmente da silicato di ferro e magnesio.

Gli asteroidi metallici o di tipo M sono i più rari di tutti gli asteroidi e costituiscono circa l’8% di tutti gli asteroidi conosciuti. Sembra contenere più minerali di altri tipi di asteroidi e gli scienziati ritengono che sia la fonte dei meteoriti di ferro cadere a terra. I meteoriti di tipo M erano una delle più antiche fonti di ferro nella storia umana.

Psiche (16 Psiche) è un asteroide di tipo M. Viene anche chiamato pianeta nano perché ha un diametro di circa 220 chilometri (140 miglia). Viene chiamato 16 Psiche perché era il 16° pianeta minore scoperto. (Gli asteroidi più grandi come Psiche sono anche conosciuti come pianeti minori.)

(NASA/JPL-Caltech/Arizona State University)

Psiche è talvolta chiamata “asteroide della miniera d’oro” a causa della ricchezza di ferro e nichel che contiene. Anche se per essere chiari, nessuno pensa che sia ricco di oro.

Le immagini di Psyche non ci dicono molto. Il VLT dell’European Southern Observatory ha scattato alcune foto dell’asteroide, ma non ha rivelato alcun dettaglio.

La storia di Psyche è una storia di incertezza. Per molto tempo gli astronomi hanno pensato che fosse il nucleo di ferro esposto di un oggetto molto più grande. In questa ipotesi, una forte collisione o una serie di collisioni ha spogliato la crosta e il mantello del corpo.

L’oggetto più grande era completamente distinguibile e misurava circa 500 chilometri (310 miglia) di diametro. Con la crosta e il mantello spariti, è rimasto solo il nucleo ricco di ferro.

Questa idea non ha ottenuto molta attenzione nel tempo e gli astronomi hanno continuato a notarla. Le prove hanno mostrato che non era abbastanza denso per essere ferro solido e probabilmente poroso.

Altri ricercatori hanno suggerito che Psiche sia stata in qualche modo interrotta e poi ricostituita come una miscela di minerali e silicati. Uno studio ha indicato Quella Psiche non è così ricca di minerali come il pensiero e più di un mucchio di macerie. In questo scenario, le collisioni con i più comuni asteroidi di tipo C hanno depositato uno strato di carbonio e altri materiali sulla superficie di Psyche.

L’idea più stravagante dietro le origini di Psiche è il concetto di vulcanico di ferro. un Lo studio del 2019 ha fornito prove Quel Saeki una volta era un punto di fusione. In questo scenario, gli strati esterni si sono raffreddati e hanno formato crepe da stress e il nucleo fuso galleggiante è esploso come vulcani di ferro.

L’unico modo per sapere con certezza cos’è Psiche è andare a guardarlo. Questo è ciò che fa la NASA.

La missione si chiama Psyche e dovrebbe essere lanciata nell’autunno del 2022. Il veicolo spaziale farà affidamento sulla propulsione solare ed elettrica e su una manovra gravitazionale con Marte per raggiungere Psyche nel 2026.

Ci vorranno 21 mesi per studiare l’asteroide e seguirà quattro percorsi orbitali separati, ogni percorso successivo più vicino del precedente.

Illustrazione della sonda Psiche vicino all’asteroide Psiche. (NASA/JPL-Caltech/Arizona State University)

Mentre si avvicina all’asteroide, si concentrerà su vari obiettivi scientifici.

Un team di ricercatori ha costruito una nuova mappa della superficie di Psyche per prepararsi alla missione.

La mappa è in un documento di ricerca pubblicato in Giornale di ricerca geofisica: pianeti. l’indirizzo è “La superficie eterogenea dell’asteroide (16) psichico,E l’autore principale è Saverio Cambioni del Dipartimento di Scienze della Terra, dell’Atmosfera e dei Planetari (EAPS) del MIT.

“La superficie di Psiche è molto eterogenea”, Cambioni Egli ha detto In un comunicato stampa. “È una superficie sofisticata e queste mappe confermano che gli asteroidi ricchi di metalli sono mondi intriganti e misteriosi. È un altro motivo per attendere con impazienza la missione di Psyche”.

In questo studio, gli autori hanno utilizzato Grande Gruppo Atacama Millimetro/Metro (ALMA) per vedere meglio 16 sensitivi. ALMA è un radiotelescopio composto da 66 antenne ad alta risoluzione. Le antenne separate agiscono insieme come un interferometro ad alta risoluzione.

ALMA opera con lunghezze d’onda sensibili alla temperatura e ad alcune proprietà elettriche dei materiali sulla superficie di Psyche.

“I segnali delle antenne ALMA possono essere combinati in un segnale artificiale equivalente a un telescopio con un diametro di 16 chilometri (10 miglia)” Egli ha detto Co-autrice Catherine de Clare, assistente professore di scienze planetarie e astronomia al Caltech. “Più grande è il telescopio, maggiore è la risoluzione.”

La nuova mappa si basa su due tipi di misurazioni. Uno è Inerzia termica, che è il tempo impiegato da una sostanza per raggiungere la sua temperatura ambiente. La maggiore inerzia termica significa che ci vuole più tempo.

Il secondo è costante dielettrica. La costante dielettrica descrive quanto bene i materiali conducono calore, elettricità o suono. Un materiale con una bassa costante dielettrica ha prestazioni scadenti ed è un buon isolante e viceversa.

I ricercatori hanno preso le osservazioni di ALMA sull’inerzia termica e sulla costante dielettrica ed hanno eseguito centinaia di simulazioni per vedere quali combinazioni di materiali potrebbero spiegarle. “Abbiamo eseguito queste simulazioni regione per regione in modo da poter identificare le differenze nelle proprietà della superficie”, Cambioni Dice.

Il ferro puro ha una costante dielettrica infinita. Misurando la costante dielettrica su Psyche, i ricercatori possono mappare la superficie e identificare le aree più ricche di ferro. Il ferro ha anche un’elevata inerzia termica perché è così denso.

Quindi, combinando le misure dell’inerzia termica e della costante dielettrica si ha una buona idea delle regioni superficiali presenti in Psiche che sono ricche di ferro e altri metalli.

I ricercatori chiamano una caratteristica peculiare di Bravo Golf Psyche. Questa regione ha un’inerzia termica sistematicamente inferiore rispetto alle regioni montuose. Bravo Golf District è depressione Appena a destra del meridiano principale dell’asteroide nell’immagine qui sotto.

Perché una regione a bassa quota ha un’inerzia termica inferiore? Altri studi mostrano che l’area è anche luminosa con radar. perché? I ricercatori hanno escogitato tre possibilità.

Le pianure possono essere ricche di minerali ma ricoperte da crateri fini e porosi che riducono la loro inerzia termica rispetto agli altopiani ricoperti da regolite grossolana. L’inerzia termica aumenta con la dimensione delle particelle. In questo scenario, la bella regolite si raccoglie nelle pianure.

“Pozzanghere di materiale a grana fine sono state viste su piccoli asteroidi, la loro gravità è abbastanza bassa da provocare urti che scuotono la superficie e provocano la raccolta del materiale più fine”, Campione Egli ha detto. “Ma Psiche è un grande corpo, quindi se del materiale a grana fine si accumula sul fondo della depressione, è piuttosto interessante e misterioso”.

La seconda ipotesi è che il materiale superficiale che ricopre le pianure sia più poroso degli altipiani. L’inerzia termica diminuisce con l’aumentare della porosità delle rocce. Anche le fratture da impatto possono rendere le pianure più porose.

La terza ipotesi è che le pianure contengano materiali più ricchi di silicati rispetto agli altopiani, dando loro una costante dielettrica inferiore rispetto ad alcune aree montuose. L’idea è che la depressione del Bravo-Golf potrebbe essere stata formata dall’impatto di un collisore ricco di silicati lasciando dietro di sé un residuo ricco di silicato.

In generale, lo studio ha mostrato che la superficie di 16 Psiche è ricoperta da una grande varietà di materiali. Si aggiunge anche ad altre prove che dimostrano che l’asteroide è ricco di minerali, sebbene l’abbondanza di minerali e silicati vari notevolmente nelle diverse regioni.

Indica anche che l’asteroide potrebbe essere il nucleo dei resti di un corpo distinto che ha perso la copertura e la crosta molto tempo fa.

“In conclusione, forniamo prove che Psyche è un asteroide ricco di minerali con una superficie eterogenea, che mostra sia minerali che silicati, e sembra essersi evoluto per impatto”, hanno affermato gli autori. dedurre.

Simone Marchi è uno scienziato del Southwest Research Institute e ricercatore associato per la missione Psyche della NASA. Marchi non è stato coinvolto in questo studio ma sospeso Sulla sua importanza in un comunicato stampa. “Questi dati mostrano che la superficie di Psyche è eterogenea, con marcate differenze di composizione. Un obiettivo primario della missione di Psyche è studiare la composizione della superficie dell’asteroide utilizzando i raggi gamma, uno spettrometro di neutroni e un imager a colori. La potenziale presenza di variazioni compositive è qualcosa che il team di psicologia è desideroso di studiare in modo più significativo.

Spetterà alla missione Psyche della NASA confermare questi risultati in modo più rigoroso.

Ma inviare un veicolo spaziale fino a Psiche per capirlo in modo più dettagliato non è solo Psiche stessa.

Se Psiche è il nucleo rimanente di un pianeta roccioso distinto, rivelerà qualcosa sul nostro pianeta e su come si formano i corpi distinti. Conterrà alcuni degli stessi elementi di luce che ci aspettiamo di trovare nel nucleo della Terra? Il nucleo terrestre non è abbastanza denso per essere puro ferro e nichel. Gli scienziati ritengono che contenga elementi più leggeri come zolfo, silicio, ossigeno, carbonio e idrogeno.

La missione Psyche determinerà anche se l’asteroide si è formato in condizioni ossidanti più o più contraenti rispetto al nucleo terrestre. Questo ci dirà di più sulla nebulosa solare e sul disco protoplanetario.

Le persone a volte si riferiscono a Psiche come a un asteroide da miniera d’oro perché è ricco di minerali. Qualsiasi oggetto delle sue dimensioni conterrebbe un’enorme quantità di ferro, anche se è improbabile che questo valore venga raggiunto o raggiunto in tempi brevi.

Ma se la conoscenza è preziosa quanto il ferro, 16 Psiche potrebbe essere ancora una miniera d’oro.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato da universo oggi. Leggi il articolo originale.