Ako se želi napraviti forenzička studija Sunčeva sustava, može se uputiti prema glavnom asteroidnom pojasu između Marsa i Jupitera. Tu se mogu pronaći drevne stijene iz ranih dana Sunčeva sustava. Tamo vani u hladnom vakuumu svemira, daleko od Sunca, asteroidi su uglavnom netaknuti svemirskim vremenskim prilikama.
U tom smislu posebno je zanimljiv asteroid Psyche, prema kojem NASA šalje misiju da istraži taj neobičan komad svemirske stijene. No, sad su astronomi kombinirali promatranja tog asteroida s niza teleskopa te napravili konstrukciju njegove površine u dosad neviđenim detaljima.
Tri tipa asteroida
Astronomi dijele asteroide u tri kategorije. Ugljični ili C-tip asteroida najčešći je tip. Oni čine oko 75 posto poznatih asteroida i sadrže velike količine ugljika. Ugljik ih čini tamnima, a imaju niske albede.
Silikatni ili S-tip asteroida drugi su najčešći tip. Oni čine oko 17 posto poznatih asteroida i većinom su izrađeni od željeznih i magnezijevih silikata.
Metalni ili M-tip asteroida najrjeđi su tipovi asteroida i čine oko osam posto poznatih asteroida. Čini se da sadrže više metala od ostalih vrsta asteroida, a znanstvenici misle da su izvor željeznih meteorita koji padaju na Zemlju. Meteoriti tipa M bili su i jedan od najranijih izvora željeza u ljudskoj povijesti.
Povijest Psychea
Psyche (16 Psyche) je asteroid tipa M. Naziva se i patuljastim planetom jer ima oko 220 kilometara (140 milja) u promjeru. Brojka iz njegova naziva znači da je to bio 16. otkriveni manji planet. Psyche se ponekad naziva i ''asteroidom rudnika zlata'' zbog bogatstva željeza i nikla koje sadrži. Međutim, nije bogat zlatom kao što se to sugerira njegovim alternativnim nazivom.
Vidljive svjetlosne slike tog asteroida ne govore nam puno. VLT Europskog južnog opservatorija (ESO) snimio je neke slike asteroida, ali nisu otkrili nikakve detalje.
Povijest Psychea povijest je neizvjesnosti. Dugo su vremena astronomi mislili da se radi o otkrivenoj željeznoj jezgri puno većeg tijela. U ovoj hipotezi snažan sudar ili niz sudara otkinuo je tjelesnu koru i plašt. Veće tijelo bilo bi potpuno diferencirano i imalo bi promjer otprilike 500 km (310 milja). Nakon što su kora i plašt nestali, ostala je samo jezgra bogata željezom.
No, ta ideja pala je u nemilost kako je vrijeme prolazilo, a astronomi su nastavili promatrati taj asteroid. Dokazi su pokazali da nije bio dovoljno gust da bude čvrsto željezo i da je vjerojatno porozan.
Drugi istraživači sugerirali su da je Psycheov sastav poremećen na neki način te da je zatim ponovno formiran kao mješavina metala i silikata. Jedno istraživanje pokazalo je da Psyche nije tako bogat metalima kao što se mislilo i da je više hrpa ruševina. U tom scenariju sudari s češćim asteroidima tipa C taložili su sloj ugljika i drugih materijala na površinu tog asteroida.
Najegzotičnija ideja koja stoji iza podrijetla tog asteroida jest ferovulkanska ideja. Studija iz 2019. predstavila je dokaze da je Psyche nekoć bio rastopljena mrlja. U tom scenariju vanjski slojevi su se ohladili i formirali naponske pukotine, a plutajuća rastaljena jezgra eruptirala je u obliku željeznih vulkana.
Samo jedan način da se otkrije od čega se sastoji Psyche
Jedini način da sa sigurnošću doznamo što je taj asteroid je da fizički odemo do njega i pogledamo ga. Dakle, to je ono što NASA radi. Misija se zove Psyche i planirana je za lansiranje negdje ujesen 2022. godine. Svemirska će se letjelica oslanjati na solarno-električni pogon i manevar gravitacije s Marsom kako bi stigla do tog asteroida 2026. godine.
Provest će 21 mjesec proučavajući asteroid i slijedit će četiri odvojene orbitalne putanje, od kojih je svaka uzastopna bliža nego prethodna. Kako se približava asteroidu, usredotočit će se na različite znanstvene ciljeve.
Nova karta
Tim znanstvenika konstruirao je novu kartu površine tog asteroida kako bi se pripremio za misiju. Karta je u radu objavljenom u časopisu Journal of Geophysical Research: Planets, a glavni autor je Saverio Cambioni s MIT-jeva Odjela za Zemljine, atmosferske i planetarne znanosti (EAPS).
Površina Psychea je vrlo heterogena. To je evoluirana površina, a ove karte potvrđuju da su asteroidi bogati metalima zanimljivi zagonetni svjetovi. To je još jedan razlog da se veselimo misiji Psyche koja ide na asteroid, rekao je Cambioni u priopćenju za javnost.
U ovoj studiji autori su se koristili teleskopom Atacama Large Millimeter/submilimeter Array (ALMA) kako bi bolje pogledali 16 Psyche. ALMA je radioteleskop sastavljen od 66 visoko preciznih antena. Zasebne antene rade zajedno kao interferometar visoke rezolucije. ALMA djeluje na valnim duljinama osjetljivim na temperaturu i neka električna svojstva materijala na površini asteroida Psyche.
Signali antena ALMA-e mogu se kombinirati u sintetički signal koji je ekvivalentan teleskopu promjera 16 kilometara (10 milja). Što je veći teleskop, to je veća rezolucija, kaže suautorica Katherine de Kleer, docentica planetarne znanosti i astronomije na Caltechu.
Nova karta temelji se na dvije vrste mjerenja. Jedna je toplinska inercija, koja označava koliko je dugo materijalu potrebno da postigne temperaturu svog okoliša. Veća toplinska inercija znači da je potrebno dulje.
Druga je dielektrična konstanta. Ona opisuje koliko dobro materijal provodi toplinu, struju ili zvuk. Materijal s niskom dielektričnom konstantom slabo provodi i dobar je izolator i obrnuto.
Istraživači su uzeli ALMA-ina opažanja toplinske inercije i dielektrične konstante i izveli stotine simulacija kako bi vidjeli koje kombinacije materijala mogu to objasniti. Proveli smo ove simulacije područje po područje kako bismo mogli uhvatiti razlike u svojstvima površine, kaže Cambioni.
Čisto željezo ima beskonačnu dielektričnu konstantu. Mjerenjem dielektrične konstante na Psycheu znanstvenici su mogli mapirati površinu i locirati regije bogatije željezom. Željezo također ima visoku toplinsku inerciju jer je tako gusto. Dakle, kombiniranje mjerenja toplinske inercije i dielektrične konstante daje dobru ideju o tome koje su površine na Psycheu bogate željezom i drugim metalima.
Misterij regije Bravo-Golf
Znanstvenici jednu zanimljivu značajku asteroida Psyche nazivaju i regijom Bravo-Golf. To područje ima sustavno nižu toplinsku inerciju od gorskih područja asteroida. Regija Bravo-Golf zapravo je depresija na površini asteroida.
Zašto područje niske nadmorske visine ima nižu toplinsku inerciju? Druge studije pokazuju da je regija također radarski svijetla. Znanstvenici su, istražujući odgovore na tu zagonetku, došli do tri mogućnosti.
Nizine bi mogle biti bogate metalima, ali prekrivene finim, poroznim regolitom koji smanjuje njihovu toplinsku inerciju u usporedbi s gorjem prekrivenim grubljim regolitom. Toplinska inercija raste s veličinom čestica. U ovom scenariju sitnije zrnati regolit nakupio bi se u nizinama.
Druga hipoteza je da je površinski materijal koji pokriva nizine porozniji od visoravni. Toplinska inercija se smanjuje kako se povećava poroznost stijene. Pukotine od udarca mogle bi i nizine učiniti poroznijima.
Treća hipoteza je da nizine imaju više materijala bogatih silikatima od visoravni, što im daje nižu dielektričnu konstantu od nekih područja gorja. Ideja je da je udubljenje Bravo-Golfa moglo nastati udarom tijela bogatog silikatima i ostaviti za sobom ostatke bogate silikatom.
Bogatstvo metala
Sveukupno, studija pokazuje da je površina 16 Psychea prekrivena velikim brojem materijala. To također dodaje druge dokaze koji pokazuju da je asteroid bogat metalima, iako obilje metala i silikata značajno varira u različitim regijama.
Također sugerira da bi asteroid mogao biti ostatak jezgre diferenciranog tijela koje je davno izgubilo svoj plašt i koru.
U zaključku, pružamo dokaze da je Psyche asteroid bogat metalima čija je površina heterogena, pokazuje i metalne i silikatne materijale i čini se da je evoluirao udarcima, zaključuju autori.
NASA-inoj misiji Psyche bit će cilj da rigoroznije potvrdi ove nalaze.
Ako je Psyche zaostala jezgra stjenovitog, diferenciranog planetezimala, to će otkriti nešto o našem planetu i kako nastaju različita tijela. Hoće li sadržavati neke od istih svjetlosnih elemenata za koje očekujemo da se nalaze u Zemljinoj jezgri? Zemljina jezgra nije dovoljno gusta da bi bila čisto željezo i nikal. Znanstvenici misle da sadrži lakše elemente poput sumpora, silicija, kisika, ugljika i vodika.
Misija Psyche također će utvrditi je li asteroid nastao u uvjetima oksidativnijim ili reduktivnijim od Zemljine jezgre. To će nam reći više o solarnoj maglici i protoplanetarnom disku.
Izvor: Universe Today
