NASA wysyła statek kosmiczny na asteroidę 16 Psyche – może to nie być to, czego oczekiwali naukowcy

Nowe badania przeprowadzone przez University of Arizona wykazały, że docelowa asteroida NASAMisja Psyche może nie być tak metaliczna ani intensywna, jak wcześniej oczekiwano.

Szeroko zbadana metaliczna asteroida 16 Psyche od dawna uważana jest za odsłonięte żelazne jądro małej planety, która nie powstała we wczesnych dniach Układu Słonecznego. Jednak nowe badania prowadzone przez University of Arizona sugerują, że asteroida może nie być tak metaliczna ani gęsta, jak wcześniej sądzono, i wskazuje na znacznie inną historię pochodzenia.

Naukowcy są zainteresowani 16 Psyche, ponieważ jeśli jej domniemane pochodzenie jest prawidłowe, dałoby to możliwość zbadania z bliska odsłoniętego jądra planetarnego. NASA ma rozpocząć misję Psyche w 2022 roku i dotrzeć do asteroidy w 2026 roku.

David Cantello, licencjat na University of Arizona, jest głównym autorem nowego artykułu badawczego opublikowanego w: Planetary Science Journal Co sugeruje, że 16 Psyche to 82,5% metalu, 7% piroksenu o niskiej zawartości żelaza i 10,5% chondrytu węglowego, który prawdopodobnie pochodzi ze zderzeń z innymi asteroidami. Cantello i jego współpracownicy szacują, że gęstość nasypowa 16 Psyche – znana również jako porowatość, która odnosi się do ilości pustej przestrzeni w jego ciele – wynosi około 35%.

Ilustracja, stworzona w marcu 2021 roku, przedstawiająca statek kosmiczny NASA Psyche, który ma wystartować w głównym pasie asteroid w sierpniu 2022 roku w celu zbadania asteroidy Psyche. Źródło: NASA / JPL-Caltech / ASU

Szacunki te różnią się od wcześniejszych analiz składu 16 Psyche, które doprowadziły naukowców do oszacowania, że ​​może on zawierać do 95% minerału i być bardziej gęsty.

„Ten spadek zawartości minerałów i gęstości nasypowej jest interesujący, ponieważ pokazuje, że 16 oddechów jest bardziej zmodyfikowanych niż wcześniej sądzono” – powiedział Cantello.

Zamiast być nienaruszonym odsłoniętym jądrem wczesnej planety, może być bardziej jak kupa gruzu, podobna do innej dokładnie zbadanej asteroidy – Bennu. UArizona kieruje zespołem misji naukowej NASA Ozyrys Rex Misja, która pobrała próbkę z powierzchni Bennu i teraz wraca na Ziemię.

„Oddech jako kupa gruzu byłby bardzo nieoczekiwany, ale nasze dane nadal pokazują szacunki niskiej gęstości pomimo wysokiej zawartości minerałów” – powiedział Cantello.

Asteroida 16 Psyche jest wielkości Massachusetts, a naukowcy szacują, że zawiera około 1% całego materiału pasa planetoid. Po raz pierwszy odkryta przez włoskiego astronoma w 1852 roku, była 16. asteroidą w historii.

„Mniejsza zawartość minerałów, niż wcześniej sądzono, oznacza, że ​​asteroida mogła zderzyć się z asteroidami zawierającymi bardziej powszechne chondryty węglowe, które odłożyły warstwę powierzchniową, którą obserwujemy” – powiedział Cantello. Zostało to również zaobserwowane na asteroidzie Westa przez statek kosmiczny NASA Dawn.

Asteroida 16 Psyche została wyceniona na 10 000 biliardów dolarów (to 10 000 dolarów z dodatkowymi 15 zerami), ale nowe wyniki mogą nieco zaniżać wartość bogatej w żelazo asteroidy.

„To pierwszy dokument, który wprowadził pewne ograniczenia dotyczące zawartości powierzchni. Poprzednie szacunki były dobrym początkiem, ale to poprawia nieco te liczby” – powiedział Cantelo.

Inna dobrze zbadana asteroida, Bennu, zawiera dużo chondrytu węglowego i ma ponad 50% porowatość, co jest klasyczną cechą stosu gruzu.

Ta wysoka porowatość jest powszechna w przypadku stosunkowo małych obiektów o małej masie, takich jak Bennu – który jest tak duży jak Empire State Building – ponieważ słabe pole grawitacyjne zapobiega zbyt ciasnemu zlepianiu się głazów i głazów ciała. Ale dla 16-oddechowego ciała, które jest tak porowate, jest to nieoczekiwane.

„Okazja do zbadania odsłoniętego rdzenia z małej planety jest niezwykle rzadka, dlatego wysyłają tam misję kosmiczną, ale nasza praca pokazuje, że 16 psychiki jest bardziej interesujących niż oczekiwano” – powiedział Cantelo.

Wcześniejsze szacunki składu 16 Psyche były dokonywane na podstawie analizy światła słonecznego odbitego od jej powierzchni. Dopasuj wzór światła do innych metalowych przedmiotów. Zamiast tego Cantelo i jego współpracownicy odtworzyli 16 promieni psychicznych – lub luźny, skalisty materiał powierzchniowy – mieszając różne materiały w laboratorium i analizując wzorce światła, aż pasowałyby do obserwacji teleskopu asteroidy. Tylko kilka laboratoriów na świecie praktykuje tę technikę, w tym Laboratorium Księżycowe i Planetarne UArizona oraz Laboratorium Fizyki Stosowanej Johnsa Hopkinsa w Maryland, gdzie Cantelo pracował w liceum.

„Zawsze interesowałem się kosmosem” – powiedział Cantillo, który jest także prezesem Klubu Astronomicznego UArizona. „Wiedziałem, że astronomia będzie ciężka na komputerach i obserwacjach, ale lubię wykonywać więcej prac praktycznych, więc chciałem w jakiś sposób połączyć moje studia z geologią. Specjalizuję się w geologii i planetologii i matematyce. ”

„Artykuł Davida jest przykładem nowatorskiej pracy badawczej wykonanej przez naszych studentów studiów licencjackich” – powiedział współautor badania Vishnu Reddy, profesor nadzwyczajny nauk planetarnych, który kieruje laboratorium, w którym pracuje Cantillo. „To także dobry przykład współpracy między studentami, doktorantami, stypendystami podoktoranckimi i personelem w moim laboratorium”.

Naukowcy są również przekonani, że materia węglowa na powierzchni 16 Psyche jest bogata w wodę, więc będą pracować nad połączeniem danych z naziemnych teleskopów i misji statków kosmicznych z innymi asteroidami, aby pomóc określić, ile wody jest tam obecne.

Odniesienie: „Ograniczenie formowania regolitu asteroidy (16) psychiczne przez widzialną spektroskopię w bliskiej podczerwieni w laboratorium” David C. Cantillo, Vishnu Reddy, Benjamin N.L. Sharkey, Neil A. Pearson, Juan A. Sanchez, Matthew R.M. Aizawa, Theodore Caretta, Tanner S. Campbell i Umm Shubra, 12 maja 2021 r., Dostępne tutaj. Planetary Science Journal.
DOI: 10.3847 / PSJ / abf63b

Finansowanie: Program obserwacji obiektów bliskich Ziemi NASA