Wenn Sie eine forensische Untersuchung des Sonnensystems durchführen möchten, können Sie zum Hauptasteroiden zwischen dem Mars- und dem Jupitergürtel gehen. Hier findet man uraltes Gestein aus der Frühzeit des Sonnensystems. Dort, in der kalten Leere des Weltraums, abseits der Sonne, sind Asteroiden vom Weltraumwetter weitgehend unbeeinflusst.
Astronomen bezeichnen Asteroiden – und ihre Meteoritenfragmente, die auf die Erde fallen – aufgrund der Beweise, die sie haben, manchmal als Zeitkapseln.
Asteroid Psyche ist besonders interessant und die NASA schickt eine Mission, um das ungewöhnliche Gestein zu untersuchen.
Vor dieser Mission kombinierte ein Forscherteam die Beobachtungen von Psyche mit einer Reihe von Teleskopen und erstellte eine Karte der Oberfläche des Asteroiden.
Astronomen teilen Asteroiden in drei Kategorien ein. Kohlenstoff-Asteroiden oder Asteroiden vom C-Typ sind der häufigste Typ. Sie machen etwa 75 Prozent der bekannten Asteroiden aus und enthalten große Mengen an Kohlenstoff. Kohlenstoff macht sie dunkel und sie haben eine niedrige Albedo.
Silica- oder S-Typ-Asteroiden sind der zweithäufigste Typ. Sie machen etwa 17 Prozent aller bekannten Asteroiden aus und bestehen hauptsächlich aus Eisen- und Magnesiumsilikat.
Metall- oder M-Typ-Asteroiden sind die seltensten aller Asteroiden und machen etwa 8 Prozent aller bekannten Asteroiden aus. Es scheint mehr Mineralien zu enthalten als andere Arten von Asteroiden, und Wissenschaftler glauben, dass es die Quelle von Eisenmeteoriten ist, die auf die Erde fallen. Meteoriten vom Typ M sind eine der ältesten Eisenquellen der Menschheitsgeschichte.
Psyche (16 Psyche) ist ein Asteroid vom Typ M. Wegen seines Durchmessers von etwa 220 Kilometern wird er auch als Zwergplanet bezeichnet. Es wird die 16. Psyche genannt, weil es der 16. entdeckte kleine Planet ist. (Größere Asteroiden wie Psyche werden auch als kleinere Planeten bezeichnet.)
(NASA / JPL-Kaltek / Arizona State University)
Die Psyche wird manchmal als „Asteroid für den Goldabbau“ bezeichnet, weil sie reich an Eisen und Nickel ist. Um es klar zu sagen, niemand denkt, dass er reich an Gold ist.
Psyche-Fotos sagen uns nicht viel. Das VLT der Europäischen Südsternwarte machte mehrere Aufnahmen des Asteroiden, verriet aber keine Details.
Die Geschichte der Psyche ist eine Geschichte der Unsicherheit. Astronomen glaubten lange Zeit, dass dies der entdeckte Eisenkern eines viel größeren Objekts sei. In diesem Fall schneiden eine starke Kollision oder eine Reihe von Kollisionen die Rinde und den Mantel des Körpers ab.
Das größere Objekt war vollständig sichtbar und hatte einen Durchmesser von etwa 500 Kilometern. Nach dem Verschwinden von Kruste und Mantel bleibt nur noch der eisenreiche Kern übrig.
Diese Idee erhielt im Laufe der Zeit nicht viel Aufmerksamkeit, und Astronomen bemerkten sie weiterhin. Beweise zeigen, dass es nicht dicht genug ist, um aus massivem Eisen und möglicherweise porös zu sein.
Andere Forscher vermuten, dass Psyche irgendwie gestört und dann als eine Mischung aus Mineralien und Silikaten wieder aufgebaut wurde. Eine Studie ergab, dass die Psyche nicht so reich an Mineralien ist, wie Sie denken, und mehr als nur kaputte Dinge. In diesem Szenario lagern Kollisionen mit den häufigeren Typ-C-Asteroiden eine Schicht aus Kohlenstoff und anderen Materialien auf der Oberfläche von Psyche ab.
Die seltsamste Idee hinter den Ursprüngen von Psyche ist das eiserne Vulkanbild. Eine Studie aus dem Jahr 2019 lieferte Hinweise darauf, dass Saeki einst ein Schmelzpunkt war. In diesem Szenario kühlen die äußeren Schichten ab und die Spannung bricht, und der schwimmende geschmolzene Kern bricht wie Eisenvulkane aus.
Der einzige Weg, um sicher zu wissen, was Psyche ist, ist, es sich anzusehen. Die NASA tut dies.
Die Mission heißt Psyche und soll irgendwann im Herbst 2022 starten. Das Raumschiff wird sich auf solaren und elektrischen Antrieb und ein Gravitationsmanöver mit dem Mars verlassen, um Psyche im Jahr 2026 zu erreichen.
Die Untersuchung des Asteroiden wird 21 Monate dauern und vier separate Umlaufbahnen folgen, wobei jede nachfolgende Umlaufbahn näher an der vorherigen liegt.
Bild der Psyche-Sonde in der Nähe des Asteroiden Psyche. (NASA / JPL-Kaltek / Arizona State University)
Während er sich dem Asteroiden nähert, wird er sich auf verschiedene wissenschaftliche Ziele konzentrieren.
Ein Forscherteam hat in Vorbereitung auf die Mission eine neue Karte der Oberfläche von Psyche erstellt.
Die Karte ist in einer Forschungsarbeit enthalten, die im Journal of Geophysical Research: Planets veröffentlicht wurde. Die Adresse lautet „Die heterogene Oberfläche des Asteroiden (16) Mentally, Hauptautor Saverio Cambioni vom Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences (EAPS) am MIT.
„Die Oberfläche von Psyche ist sehr heterogen“, sagte Cambioni in einer Pressemitteilung. „Es ist eine komplexe Oberfläche, und diese Karten bestätigen, dass metallreiche Asteroiden faszinierende, mysteriöse Welten sind. Das ist ein weiterer Grund, sich auf die Asteroiden-Mission von Psyche zu freuen.
In dieser Studie verwendeten die Autoren Millimeter/Meter der Large Atacama Group (ALMA), um 16 Hellseher besser sehen zu können. ALMA ist ein Radioteleskop, das aus 66 hochauflösenden Antennen besteht. Die einzelnen Antennen wirken zusammen als hochauflösendes Interferometer.
ALMA arbeitet mit temperaturempfindlichen Wellenlängen und einigen elektrischen Eigenschaften von Materialien auf der Oberfläche von Psyche.
„Signale von ALMA-Antennen können zu einem künstlichen Signal kombiniert werden, das einem 16-Kilometer-Teleskop entspricht“, sagte er, Co-Autorin Catherine de Claire, Assistenzprofessorin für Planetenwissenschaften und Astronomie am Caltech. “Je größer das Teleskop, desto höher die Auflösung.”
Die neue Karte basiert auf zwei Arten von Messungen. Eine davon ist die thermische Trägheit, d. h. die Zeit, die eine Substanz benötigt, um Umgebungstemperatur zu erreichen. Höhere thermische Trägheit bedeutet, dass es länger hält.
Die zweite ist die Dielektrizitätskonstante. Die Dielektrizitätskonstante beschreibt, wie gut Materialien Wärme, Strom oder Schall leiten. Ein Material mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstante wird schlecht funktionieren und ein guter Isolator sein und umgekehrt.
Die Forscher nutzten die thermische Trägheit und Dielektrizitätskonstante von ALMA und führten Hunderte von Simulationen durch, um zu sehen, welche Materialkombinationen diese erklären könnten. „Wir haben diese Simulationen Region für Region durchgeführt, um Unterschiede in den Oberflächeneigenschaften zu identifizieren“, sagt Cambioni.
Reines Eisen hat eine unendliche Dielektrizitätskonstante. Durch die Messung der Dielektrizitätskonstante von Psyche können Forscher die Oberfläche kartieren und die eisenreichsten Bereiche identifizieren. Eisen hat auch eine hohe thermische Trägheit, weil es so dicht ist.
Somit gibt die Kombination von Messungen der thermischen Trägheit und der Dielektrizitätskonstante eine gute Vorstellung von den in Psyche vorhandenen Oberflächenbereichen, die reich an Eisen und anderen Metallen sind.
Forscher nennen es ein Merkmal von Bravo Golf Psyche. Diese Region hat eine systematisch geringere thermische Trägheit als Hochlandgebiete. Der Bravo Gulf District ist eine Senke direkt rechts vom Hauptmeridian des Asteroiden im Bild unten.
Warum hat der Bereich in geringer Höhe eine geringere Wärmeträgheit? Andere Studien zeigen, dass das Gebiet selbst mit Radar hell ist. Warum das? Forscher haben drei Optionen entwickelt.
Das Tiefland ist zwar reich an Mineralien, aber mit feinen, porösen Kratern bedeckt, die ihre thermische Trägheit im Vergleich zu Berggebieten, die mit rauem Regolith bedeckt sind, verringern. Die thermische Trägheit nimmt mit der Partikelgröße zu. In diesem Szenario sammelt sich feiner Regolith im Tiefland.
„Kleine Asteroiden wurden als Pfützen aus feinkörnigem Material beobachtet, ihre Schwerkraft ist gering genug, dass die Beben die Oberfläche erschüttern und eine Ansammlung von feinerem Material verursachen“, sagte Campione. „Aber die Psyche ist ein großer Körper. Wenn sich also feinkörniges Material am Boden der Vertiefung ansammelt, ist es ziemlich interessant und mysteriös.“
Die zweite Hypothese ist, dass das Oberflächenmaterial, das das Tiefland bedeckt, poröser ist als das der Hochländer. Die thermische Trägheit nimmt mit zunehmender Porosität des Gesteins ab. Auch Impaktbrüche können Tiefland poröser machen.
Die dritte Hypothese ist, dass das Tiefland mehr Siliziummaterial enthält als das Hochland, was ihnen eine niedrigere Dielektrizitätskonstante verleiht als einige Hochgebirgsgebiete. Die Idee ist, dass die Bravo Bay Depression möglicherweise durch den Aufprall eines Siliziumkolliders verursacht wurde, der Siliziumrückstände hinterlassen hat.
Insgesamt ergab die Studie, dass die Oberfläche von 16 Psyche mit einer Vielzahl von Materialien bedeckt ist. Es ergänzt auch andere Beweise, die zeigen, dass der Asteroid reich an Mineralien ist, obwohl die Häufigkeit von Mineralien und Silikaten von Region zu Region erheblich variiert.
Dies deutet auch darauf hin, dass der Asteroid der Kern der Überreste eines einzelnen Körpers sein könnte, der seine Hülle und Hülle längst verloren hat.
„Zusammenfassend liefern wir Beweise dafür, dass Psyche ein mineralreicher Asteroid mit einer heterogenen Oberfläche ist, die sowohl Mineralien als auch Silikate enthält und sich durch Schocks zu entwickeln scheint“, sagten die Autoren. Extrakt
Simone Marchi ist Forscherin in …
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