Wenn Sie eine forensische Untersuchung des Sonnensystems durchführen möchten, können Sie zum Hauptasteroiden zwischen dem Gürtel von Mars und Jupiter gehen. Hier findet man uraltes Gestein aus der Frühzeit des Sonnensystems. Dort, in der leeren Kälte des Weltraums, weit weg von der Sonne, werden Asteroiden nicht vom Weltraumklima beeinflusst.
Astronomen beziehen sich manchmal auf Asteroiden und ihre Meteoritenfragmente, die auf die Erde fallen, als Zeitkapseln wegen der Beweise, die sie besitzen.
Der Asteroid Psyche ist besonders interessant, und die NASA schickt eine Mission, um das ungewöhnliche Gestein zu untersuchen.
Vor dieser Mission kombinierte ein Forscherteam Psyches Beobachtungen von einer Reihe von Teleskopen und erstellte eine Karte der Oberfläche des Asteroiden.
Astronomen teilen Asteroiden in drei Kategorien ein. Karbonische Asteroiden oder Typ-C-Asteroiden sind der häufigste Typ. Sie machen etwa 75 Prozent der bekannten Asteroiden aus und enthalten große Mengen an Kohlenstoff. Der 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.
Metallasteroiden 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 waren eine der ältesten Eisenquellen der Menschheitsgeschichte.
Psyche (16 Psyche) ist ein Asteroid vom Typ M. Er ist mit einem Durchmesser von etwa 220 Kilometern auch als Zwergplanet bekannt. Es ist als 16. Psyche bekannt, weil es der 16. kleinste Planet war, der entdeckt wurde. (Größere Asteroiden wie Psyche werden auch als kleinere Planeten bezeichnet.)
(NASA / JPL-Caltech / Arizona State University)
Psyche wird manchmal als „Asteroid des Goldbergbaus“ bezeichnet, weil es reich an Eisen und Nickel ist. Um es klar zu sagen, niemand denkt, dass es reich an Gold ist.
Psyches Bilder sagen uns nicht viel. Das VLT der Europäischen Südsternwarte hat einige Fotos des Asteroiden gemacht, aber keine Details preisgegeben.
Die Geschichte der Psyche ist eine Geschichte der Unsicherheit. Lange dachten Astronomen, es handele sich um den freigelegten Eisenkern eines viel größeren Objekts. In diesem Fall hat eine starke Kollision oder eine Reihe von Kollisionen die Kruste und den Mantel des Körpers abgestreift.
Das größte Objekt war vollständig sichtbar und hatte einen Durchmesser von etwa 500 Meilen. Nachdem die Kruste und der Mantel verschwunden waren, blieb nur der eisenreiche Kern übrig.
Diese Idee erregte im Laufe der Zeit nicht viel Aufmerksamkeit, und Astronomen bemerkten sie weiterhin. Beweise zeigten, dass es nicht dicht genug war, um festes und wahrscheinlich poröses Eisen zu sein.
Andere Forscher haben vorgeschlagen, dass Psyche irgendwie gestört und dann als eine Mischung aus Mineralien und Silikaten wiederhergestellt wurde. Eine Studie zeigte, dass die Psyche nicht so reich an Mineralien ist wie Gedanken und mehr als eine Katastrophe. In diesem Szenario lagerten Kollisionen mit den häufigsten Asteroiden des Typs C eine Schicht aus Kohlenstoff und anderen Materialien auf der Oberfläche von Psyche ab.
Die seltsamste Idee hinter den Ursprüngen von Psyche ist die Vorstellung eines Eisenvulkans. Eine Studie aus dem Jahr 2019 lieferte Hinweise darauf, dass Saeki einst ein Schmelzpunkt war. In diesem Szenario kühlten die äußeren Schichten ab und die Spannung brach, und der schwimmende geschmolzene Kern brach wie Eisenvulkane aus.
Der einzige Weg, um sicher zu wissen, was Psyche ist, ist, es sich anzusehen. Die NASA tut es.
Die Mission heißt Psyche und soll im Herbst 2022 starten. Das Raumschiff wird auf Solar- und Elektroantrieb und einem Gravitationsmanöver mit dem Mars basieren, um Psyche im Jahr 2026 zu erreichen.
Es wird 21 Monate dauern, den Asteroiden zu untersuchen, und vier separate Umlaufbahnen verfolgen, wobei jede nachfolgende Umlaufbahn näher als die vorherige ist.
Bild der Raumsonde Psyche in der Nähe des Asteroiden Psyche. (NASA / JPL-Caltech / Arizona State University)
Während es sich dem Asteroiden nähert, wird es 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 einem Forschungsartikel enthalten, der im Journal of Geophysical Research: Planets veröffentlicht wurde. Die Adresse lautet „The Heterogeneous Surface of the Psychic Asteroid (16), Hauptautor ist Saverio Cambioni vom Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences (EAPS) des MIT.
„Die Oberfläche von Psyche ist sehr heterogen“, sagt Cambioni He in einer Pressemitteilung. „Es ist eine kunstvolle Oberfläche, und diese Karten bestätigen, dass metallreiche Asteroiden faszinierende und mysteriöse Welten sind. Das ist ein weiterer Grund, die Asteroidenmission von Psyche zu erwarten.“
In dieser Studie verwendeten die Autoren die Millimeter / Meter der Gran Atacama Group (ALMA), um die 16 Hellseher besser sehen zu können. ALMA ist ein Radioteleskop, das aus 66 hochauflösenden Antennen besteht. Getrennte Antennen wirken zusammen als hochauflösendes Interferometer.
ALMA arbeitet mit temperaturempfindlichen Wellenlängen und einigen elektrischen Eigenschaften von Materialien auf der Oberfläche von Psyche.
„Die Signale von den ALMA-Antennen können zu einem künstlichen Signal kombiniert werden, das einem 16 Kilometer (10 Meilen Durchmesser) großen Teleskop entspricht“, sagte Co-Autorin Catherine de Clare, Assistenzprofessorin für Planetenwissenschaften und Astronomie am Caltech. “Je größer das Teleskop, desto größer die Auflösung.”
Die neue Karte basiert auf zwei Arten von Messungen. Eine davon ist die thermische Trägheit, also die Zeit, die eine Substanz benötigt, um Raumtemperatur zu erreichen. Höhere thermische Trägheit bedeutet, dass es länger hält.
Die zweite ist die Dielektrizitätskonstante. Die Dielektrizitätskonstante beschreibt, wie 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 thermische Trägheit und Beobachtungen der Dielektrizitätskonstanten 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 in Psyche können Forscher die Oberfläche kartieren und die eisenreichsten Bereiche identifizieren. Eisen hat auch eine hohe thermische Trägheit, weil es sehr dicht ist.
Daher gibt die Kombination von Maßen für thermische Trägheit und Dielektrizitätskonstante eine gute Vorstellung von den in Psyche vorhandenen Oberflächenregionen, die reich an Eisen und anderen Metallen sind.
Forscher nennen Bravo Golf Psyche eine Besonderheit. Dieser Bereich hat eine systematisch niedrigere thermische Trägheit als die hohen Bereiche. Der Bravo Gulf District ist eine Vertiefung direkt rechts vom Hauptmeridian des Asteroiden im Bild unten.
Warum hat eine Region in geringer Höhe weniger thermische Trägheit? Andere Studien zeigen, dass das Gebiet selbst mit Radar hell ist. Warum das? Die Forscher hoben drei Möglichkeiten hervor.
Das Tiefland ist zwar reich an Mineralien, aber mit feinen, porösen Kratern bedeckt, die ihre thermische Trägheit im Vergleich zu den mit dickem Regolith bedeckten Hochländern verringern. Die thermische Trägheit nimmt mit der Partikelgröße zu. In diesem Szenario sammelt sich der feine Regolith im Tiefland an.
„Teiche aus feinkörnigem Material wurden in kleinen Asteroiden gesehen, ihre Schwere ist gering genug, dass die Erschütterungen die Oberfläche erschüttern und dazu führen, dass das feinere Material zusammenklumpt“, sagte Campione. „Aber 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 Hochland. Die thermische Trägheit nimmt mit zunehmender Porosität des Gesteins ab. Impaktbrüche können das Tiefland auch poröser machen.
Die dritte Hypothese ist, dass das Tiefland mehr kieselsäurehaltige Materialien enthält als das Hochland, was ihnen eine niedrigere Dielektrizitätskonstante als einige Hochländer verleiht. Die Idee ist, dass die Depression im Golf von Bravo durch den Einschlag eines Siliziumkolliders entstanden sein könnte, der einen Rest von Silizium hinterlassen hat.
Insgesamt zeigte die Studie, dass die Oberfläche von 16 Psyche mit den unterschiedlichsten Materialien bedeckt ist. Es wird auch zu anderen Beweisen hinzugefügt, dass der Asteroid reich an Mineralien ist, obwohl die Häufigkeit von Mineralien und Silikaten in verschiedenen Regionen stark variiert.
Es deutet auch darauf hin, dass der Asteroid der Kern der Überreste eines autonomen Körpers sein könnte, der vor langer Zeit seine Hülle und Kruste 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 anscheinend durch Einschläge entwickelt hat“, sagten die Autoren. ableiten
Simone Marchi ist …