Ahli Astronomi Memperkenalkan Peta Paling Terperinci bagi Jiwa Asteroid Logam

Jika anda ingin melakukan kajian forensik Sistem Suria, anda mungkin pergi ke yang utama asteroid tali pinggang antara Marikh dan Musytari. Di situlah anda boleh menemui batu purba dari zaman awal Sistem Suria. Di luar sana dalam ruang hampa udara yang sejuk, jauh dari Matahari, asteroid sebahagian besarnya tidak disentuh oleh luluhawa angkasa.

Para saintis angkasa kadang-kadang merujuk kepada asteroid – dan serpihan meteorit mereka yang jatuh ke Bumi – sebagai kapsul masa kerana bukti yang mereka pegang.

Asteroid Psyche sangat menarik, dan NASA sedang menghantar misi untuk menyiasat bongkah batu yang luar biasa.

Sebelum misi itu, sekumpulan penyelidik menggabungkan pemerhatian Psyche dari pelbagai teleskop dan membina peta permukaan asteroid.

Ahli astronomi membahagikan asteroid kepada tiga kategori. Asteroid berkarbon atau C-jenis adalah jenis yang paling biasa. Mereka membentuk kira-kira 75 peratus daripada asteroid yang diketahui dan mengandungi sejumlah besar karbon. Karbon menjadikan mereka gelap, dan mereka mempunyai albedoe yang rendah.

Asteroid silikaceous atau S-jenis adalah jenis kedua paling biasa. Mereka membentuk kira-kira 17 peratus daripada asteroid yang diketahui dan kebanyakannya diperbuat daripada besi dan magnesium silikat.

Asteroid logam atau jenis M ialah jenis asteroid yang paling jarang dan membentuk kira-kira 8 peratus daripada asteroid yang diketahui. Ia kelihatan mengandungi lebih banyak logam daripada jenis asteroid lain, dan saintis berpendapat ia adalah sumber meteorit besi yang jatuh ke Bumi. Meteorit jenis M adalah salah satu sumber besi terawal dalam sejarah manusia.

Psyche (16 Psyche) ialah asteroid jenis M. Ia juga dipanggil planet kerdil kerana diameternya kira-kira 220 kilometer (140 mi). Ia dirujuk sebagai 16 Psyche kerana ia adalah planet kecil ke-16 ditemui. (Asteroid yang lebih besar seperti Psyche juga dikenali sebagai planet kecil.)

PsycheAsteroidIllustrationNASAFull(NASA/JPL-Caltech/ASU)

Jiwa kadangkala dipanggil ‘Asteroid lombong emas’ kerana kekayaan besi dan nikel yang terkandung di dalamnya. Walaupun untuk menjadi jelas, tiada siapa yang menganggap ia kaya dengan emas.

Imej cahaya yang boleh dilihat bagi Psyche tidak banyak memberitahu kami. VLT Balai Cerap Selatan Eropah menangkap beberapa gambar asteroid itu, tetapi mereka tidak mendedahkan sebarang butiran.

Sejarah Psyche adalah sejarah ketidakpastian. Untuk masa yang lama, ahli astronomi menganggap ia adalah teras besi terdedah kepada badan yang lebih besar. Dalam hipotesis ini, perlanggaran kuat atau siri perlanggaran menghilangkan kerak dan mantel badan.

Badan yang lebih besar akan dibezakan sepenuhnya dan diukur kira-kira 500 km (310 batu) diameter. Dengan kerak dan mantel hilang, hanya teras yang kaya dengan besi yang tinggal.

Idea itu tidak disenangi apabila masa berlalu dan ahli astronomi terus memerhatikannya. Bukti menunjukkan bahawa ia tidak cukup padat untuk menjadi besi pepejal dan berkemungkinan berliang.

Penyelidik lain mencadangkan bahawa Psyche telah terganggu entah bagaimana dan kemudian diakreasikan semula sebagai campuran logam dan silikat. Satu kajian menunjukkan bahawa Psyche tidak sekaya logam seperti yang difikirkan dan lebih kepada timbunan runtuhan. Dalam senario itu, perlanggaran dengan asteroid jenis C yang lebih biasa memendapkan lapisan karbon dan bahan lain ke permukaan Psyche.

Idea yang paling eksotik di sebalik asal usul Psyche ialah idea Ferro-vulkanik. A Kajian 2019 membentangkan bukti bahawa Psyche pernah menjadi gumpalan cair. Dalam senario itu, lapisan luar menyejuk dan membentuk retakan tegasan, dan teras cair apung meletus sebagai gunung berapi besi.

Satu-satunya cara untuk mengetahui dengan pasti apa itu Psyche ialah pergi dan melihatnya. Jadi itulah yang NASA lakukan.

Misi itu dipanggil Psyche dan dijadualkan untuk dilancarkan pada musim luruh 2022. Kapal angkasa itu akan bergantung pada pendorongan solar-elektrik dan gerakan bantuan graviti dengan Marikh untuk tiba di Psyche pada 2026.

Ia akan menghabiskan 21 bulan mengkaji asteroid dan akan mengikuti empat laluan orbit yang berasingan, setiap satu berturut-turut lebih dekat daripada sebelumnya.

IllustrationOfPsycheSapceProbeNearPsycheAsteroidIlustrasi siasatan Psyche berhampiran asteroid Psyche. (NASA/JPL-Caltech/ASU)

Apabila ia bergerak lebih dekat dengan asteroid, ia akan menumpukan pada objektif saintifik yang berbeza.

Satu pasukan penyelidik membina peta baharu permukaan Psyche untuk membantu mempersiapkan misi itu.

Peta itu ada dalam kertas kerja yang diterbitkan dalam Jurnal Penyelidikan Geofizik: Planet. Tajuknya ialah “Permukaan Heterogen Asteroid (16) Jiwa,” dan pengarang utama ialah Saverio Cambioni daripada Jabatan Bumi, Atmosfera dan Sains Planet (EAPS) MIT.

“Permukaan Psyche sangat heterogen, ” Cambioni berkata dalam kenyataan akhbar. “Ia adalah permukaan yang berkembang, dan peta ini mengesahkan bahawa asteroid yang kaya dengan logam adalah dunia misteri yang menarik. Ini adalah satu lagi sebab untuk menantikan misi Psyche pergi ke asteroid.”

Dalam kajian ini, penulis menggunakan Atacama Susunan Milimeter/submilimeter Besar (ALMA) untuk melihat dengan lebih baik 16 Psyche. ALMA ialah teleskop radio yang terdiri daripada 66 antena berketepatan tinggi. Antena yang berasingan beroperasi bersama sebagai interferometer dengan resolusi tinggi.

ALMA beroperasi pada panjang gelombang yang sensitif kepada suhu dan beberapa sifat elektrik bahan pada permukaan Psyche.

“Isyarat antena ALMA boleh digabungkan menjadi isyarat sintetik yang setara dengan teleskop dengan diameter 16 kilometer (10 batu),” berkata pengarang bersama Katherine de Kleer, penolong profesor sains planet dan astronomi di Caltech. “Semakin besar teleskop, semakin tinggi resolusinya.”

Peta baharu adalah berdasarkan dua jenis ukuran. Satu adalah inersia haba, iaitu berapa lama bahan yang diambil untuk mencapai suhu persekitarannya. Inersia haba yang lebih tinggi bermakna ia mengambil masa yang lebih lama.

Yang kedua ialah pemalar dielektrik. Pemalar dielektrik menerangkan sejauh mana bahan mengalirkan haba, elektrik atau bunyi. Bahan dengan pemalar dielektrik rendah berkelakuan buruk dan merupakan penebat yang baik dan begitu juga sebaliknya.

Para penyelidik mengambil pemerhatian ALMA terhadap inersia haba dan pemalar dielektrik dan menjalankan beratus-ratus simulasi untuk melihat gabungan bahan yang boleh menerangkannya. “Kami menjalankan simulasi ini kawasan mengikut kawasan supaya kami dapat menangkap perbezaan dalam sifat permukaan,” Cambioni berkata.

Besi tulen mempunyai pemalar dielektrik tak terhingga. Dengan mengukur pemalar dielektrik pada Psyche, para penyelidik boleh memetakan permukaan dan mencari kawasan yang lebih kaya dengan besi. Besi juga mempunyai inersia haba yang tinggi kerana ia sangat padat.

Jadi menggabungkan inersia terma dan ukuran pemalar dielektrik memberikan gambaran yang baik tentang kawasan permukaan mana di Psyche yang kaya dengan besi dan logam lain.

Para penyelidik memanggil ciri ingin tahu di Psyche rantau Bravo-Golf. Wilayah itu mempunyai inersia terma yang lebih rendah secara sistematik daripada kawasan tanah tinggi. Rantau Bravo-Golf ialah kemurungan hanya di sebelah kanan meridian utama asteroid dalam imej di bawah.

Mengapakah kawasan ketinggian rendah mempunyai inersia haba yang lebih rendah? Kajian lain menunjukkan bahawa rantau ini juga cerah radar. Kenapa begitu? Para penyelidik datang dengan tiga kemungkinan.

Tanah pamah boleh kaya dengan logam tetapi ditutup dengan regolit halus dan berliang yang merendahkan inersia haba mereka berbanding dengan tanah tinggi yang diliputi oleh regolit kasar. Inersia terma bertambah dengan saiz zarah. Dalam senario ini, regolit berbutir halus akan terkumpul di tanah pamah.

“Kolam bahan berbutir halus telah dilihat pada asteroid kecil, yang gravitinya cukup rendah untuk hentaman menggoncang permukaan dan menyebabkan bahan yang lebih halus berkumpul,” Cambioni berkata. “Tetapi Psyche adalah badan yang besar, jadi jika bahan berbutir halus terkumpul di bahagian bawah kemurungan, ini menarik dan agak misteri.”

Hipotesis kedua ialah bahan permukaan yang menutupi tanah pamah lebih berliang daripada tanah tinggi. Inersia terma berkurangan apabila keliangan batuan meningkat. Patah kesan boleh menjadikan tanah pamah lebih berliang juga.

Hipotesis ketiga ialah tanah pamah mempunyai lebih banyak bahan kaya silikat daripada tanah tinggi, memberikannya pemalar dielektrik yang lebih rendah daripada beberapa kawasan di tanah tinggi. Ideanya ialah kemurungan Bravo-Golf mungkin terbentuk melalui hentaman dengan impak yang kaya dengan silikat dan meninggalkan sisa yang kaya dengan silikat.

Secara keseluruhan, kajian menunjukkan bahawa permukaan 16 Psyche diliputi dalam pelbagai jenis bahan. Ia juga menambah bukti lain yang menunjukkan bahawa asteroid itu kaya dengan logam, walaupun banyak logam dan silikat berbeza dengan ketara di kawasan yang berbeza.

Ia juga mencadangkan bahawa asteroid itu mungkin merupakan teras sisa jasad terbeza yang telah lama kehilangan mantel dan keraknya.

“Sebagai kesimpulan, kami memberikan bukti bahawa Psyche ialah asteroid yang kaya dengan logam yang permukaannya heterogen, menunjukkan kedua-dua bahan logam dan silikat, dan nampaknya berkembang melalui kesan, ” pengarang. memuktamadkan.

Simone Marchi ialah seorang saintis kakitangan di Institut Penyelidikan Barat Daya dan penyiasat bersama dalam misi Psyche NASA. Marchi tidak terlibat dalam kajian ini tetapi mengulas tentang kepentingannya dalam siaran akhbar. “Data ini menunjukkan bahawa permukaan Psyche adalah heterogen, dengan kemungkinan variasi yang luar biasa dalam komposisi. Salah satu matlamat utama misi Psyche adalah untuk mengkaji komposisi permukaan asteroid menggunakan sinar gamma dan spektrometer neutron, dan pengimejan warna. Jadi, kemungkinan kehadiran heterogeniti komposisi adalah sesuatu yang Pasukan Sains Jiwa tidak sabar-sabar untuk mengkaji lebih lanjut.”

Terpulang kepada misi Psyche NASA untuk mengesahkan penemuan ini dengan lebih teliti.

Tetapi menghantar kapal angkasa ke Psyche untuk memahaminya dengan lebih terperinci adalah lebih daripada sekadar Psyche itu sendiri.

Jika Psyche ialah teras sisa planetesimal yang berbatu dan terbeza, ia akan mendedahkan sesuatu tentang planet kita dan cara badan terbeza terbentuk. Adakah ia akan mengandungi beberapa unsur cahaya yang sama yang kita jangkakan berada di teras Bumi? Teras bumi tidak cukup padat untuk menjadi besi dan nikel tulen. Para saintis berpendapat ia mengandungi unsur yang lebih ringan seperti sulfur, silikon, oksigen, karbon dan hidrogen.

Misi Psyche juga akan menentukan sama ada asteroid terbentuk dalam keadaan lebih mengoksida atau lebih mengurangkan daripada teras Bumi. Itu akan memberitahu kita lebih lanjut mengenai nebula suria dan cakera protoplanet.

Orang kadang-kadang merujuk kepada Psyche sebagai Asteroid Lombong Emas kerana ia sangat kaya dengan logam. Objek saiznya akan mengandungi sejumlah besar besi, walaupun nilai itu tidak mungkin direalisasikan atau boleh diakses dalam masa terdekat.

Tetapi jika ilmu itu berharga seperti besi, maka 16 Jiwa mungkin masih menjadi lombong emas.

Artikel ini pada asalnya diterbitkan oleh Alam Semesta Hari Ini. Membaca artikel asal.

We would love to give thanks to the writer of this write-up for this outstanding web content

Ahli Astronomi Memperkenalkan Peta Paling Terperinci bagi Jiwa Asteroid Logam


You can view our social media profiles here and other related pages herehttps://paw6.info/related-pages/