Astronomen enthüllen die bisher detaillierteste Karte des Asteroiden Psyche

Vergrößern / Astronomen am MIT und anderswo haben die Zusammensetzung des Asteroiden Psyche kartiert und eine Oberfläche aus Metall, Sand und Gestein freigelegt.

NASA

Astronomen haben die bisher detaillierteste Karte der Oberfläche von 16-Psyche erstellt, einem Asteroiden, von dem Wissenschaftler glauben, dass er Hinweise darauf enthalten könnte, wie sich Planeten in unserem Sonnensystem gebildet haben. Laut a Papier 16-Psyche wurde im Journal of Geophysical Research veröffentlicht und weist eine sehr abwechslungsreiche Oberfläche aus Metall, Sand und Gestein auf, die darauf hindeutet, dass seine Geschichte metallische Eruptionen umfassen und von anderen Himmelsobjekten getroffen werden könnte. Der Asteroid steht im Mittelpunkt der NASA-Mission Psyche, die später in diesem Jahr startet.

Wie wir bereits berichtet haben, ist 16 Psyche ein Asteroid vom Typ M (was bedeutet, dass es einen hohen Metallgehalt hat), der die Sonne im Asteroidenhauptgürtel umkreist, mit einer ungewöhnlichen kartoffelähnlichen Form. Die seit langem bevorzugte Hypothese ist, dass Psyche der freigelegte metallische Kern eines Protoplaneten (planetesimal) aus den frühesten Tagen unseres Sonnensystems ist, wobei die Kruste und der Mantel durch eine Kollision (oder mehrere Kollisionen) mit anderen Objekten abgetragen wurden. In den letzten Jahren kamen Wissenschaftler zu dem Schluss, dass die Massen- und Dichteschätzungen nicht mit einem übereinstimmen ganz metallischer Restkern. Vielmehr handelt es sich eher um eine komplexe Mischung aus Metallen und Silikaten.

Alternativ könnte der Asteroid einst ein Mutterkörper für eine bestimmte Klasse von Steineisenmeteoriten gewesen sein, die sich auflösten und wieder zu einer Mischung aus Metall und Silikat akkretierten. Oder vielleicht ist es ein Objekt wie 1 Ceresein Zwergplanet im Asteroidengürtel zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter – mit der Ausnahme, dass 16 Psyche während des Abkühlens möglicherweise eine Periode des Eisenvulkanismus erlebt hat, wodurch hochangereicherte Metalle in diesen vulkanischen Zentren zurückblieben.

Wissenschaftler haben lange vermutet, dass Metallkerne tief in terrestrischen Planeten wie der Erde lauern. Aber diese Kerne sind zu tief unter felsigen Mänteln und Krusten vergraben, als dass Forscher es herausfinden könnten. Als einziger entdeckter metallischer kernähnlicher Körper bietet Psyche die perfekte Gelegenheit, Licht in die Frage zu bringen, wie sich die felsigen Planeten in unserem Sonnensystem (Erde, Merkur, Venus und Mars) gebildet haben könnten. NASA genehmigt die Psyche-Mission im Jahr 2017, mit der Absicht, ein Raumschiff in die Umlaufbahn des Asteroiden zu schicken und wichtige Daten über seine Eigenschaften zu sammeln.

Auf der linken Seite zeigt die Karte Oberflächeneigenschaften auf Psyche, von sandigen Gebieten (lila/niedrig) bis zu felsigen Gebieten (gelb/hoch). Die Karte rechts zeigt die Metallhäufigkeit auf Psyche, von niedrig (lila) bis hoch (gelb).

Frühere Kartierungsbemühungen beruhten auf der Messung von Infrarotlicht, das von der Oberfläche des Asteroiden mit verschiedenen Teleskopen auf der ganzen Welt reflektiert wurde. Im vergangenen Jahr erstellten Astronomen eine Oberflächenkarte von Psyche mit viel höherer Auflösung, basierend auf Beobachtungsdaten aus dem Jahr 2019, die von allen 66 Funkantennen des Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chile gesammelt wurden.

Durch die Kombination all dieser Signale zu einem einzigen synthetischen Signal erreichte das Team die äquivalente Auflösung eines Teleskops mit einem Durchmesser von 16 Kilometern (10 Meilen) – etwa 20 Meilen pro Pixel. Diese Ansicht ermöglichte es ihnen, viele Zusammensetzungsvariationen auf der Oberfläche des Asteroiden aufzulösen. Sie verwendeten dies, um eine zu erstellen Karte der thermischen Emissionen der Oberfläche des Asteroiden und eine hochauflösende 3D-Modell der Psyche.

Diese neueste Karte basiert auf Hunderten von computersimulierten Szenarien, von denen jedes eine andere Kombination der Zusammensetzung des Oberflächenmaterials aufweist, wobei die Rotation des Asteroiden berücksichtigt wird. Das Team verglich dann diese Simulationen mit den tatsächlichen thermischen Emissionen in den ALMA-Daten, um die wahrscheinlichste Karte der Oberfläche von 16-Psyche zu bestimmen.

Die Ergebnisse: Der Asteroid ist reich an Metallen, aber die Verteilung auf seiner Oberfläche ist unterschiedlich. Eine ähnlich unterschiedliche Verteilung von Silikaten legt nahe, dass 16-Psyche einst einen silikatreichen Mantel gehabt haben könnte. Außerdem ändert das Material am Kraterboden die Temperatur schneller als am Rand, wenn sich der Asteroid dreht. Die Autoren schlagen vor, dass diese Krater Ablagerungen (“Teiche”) von feinkörnigem Sand haben könnten. Dies ist angesichts der Masse von 16-Psyche und seiner stärkeren Schwerkraft im Vergleich zu kleineren Asteroiden mit feinkörnigem Material etwas überraschend.

„Diese Daten zeigen, dass die Oberfläche von Psyche heterogen ist, mit möglicherweise bemerkenswerten Variationen in der Zusammensetzung“, sagte Simone Marchi vom Southwest Research Institute, einem Co-Ermittler der Psyche-Mission, der nicht an der aktuellen Studie beteiligt war. „Eines der Hauptziele der Psyche-Mission ist es, die Zusammensetzung der Asteroidenoberfläche mit ihrem Gammastrahlen- und Neutronenspektrometer und einem Farbbildgeber zu untersuchen. Das mögliche Vorhandensein von Zusammensetzungsheterogenitäten ist also etwas, das das Psyche-Wissenschaftsteam unbedingt untersuchen möchte mehr.”

DOI: Zeitschrift für geophysikalische Forschung, 2022. 10.1029/2021JE007091/a> (Über DOIs).


Source: Ars Technica by arstechnica.com.

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