Астрономы раскрыли самую подробную карту астероида Психея

Астрономы составили самую подробную на сегодняшний день карту поверхности 16-Психеи, астероида, который, по мнению ученых, может дать ключ к пониманию того, как формировались планеты в нашей Солнечной системе. Согласно статье, опубликованной в Журнале геофизических исследований, 16-Психея имеет очень разнообразную поверхность из металла, песка и камня, что предполагает, что ее история может включать в себя извержения металлов, а также удары других небесных объектов. Астероид находится в центре внимания миссии НАСА «Психея», которая стартует в конце этого года.

Как мы сообщали ранее, 16 Psyche — это астероид М-типа (что означает, что он имеет высокое содержание металлов), вращающийся вокруг Солнца в главном поясе астероидов, с необычной формой, похожей на картофелину. Давняя предпочтительная гипотеза состоит в том, что Психея представляет собой открытое металлическое ядро ​​протопланеты (планетезимали) из самых ранних дней нашей Солнечной системы, с корой и мантией, сброшенными в результате столкновения (или множественных столкновений) с другими объектами. В последние годы ученые пришли к выводу, что оценки массы и плотности не согласуются с полностью металлическим остатком ядра. Скорее, это сложная смесь металлов и силикатов.

С другой стороны, астероид мог когда-то быть родительским телом для определенного класса железно-каменных метеоритов, которые раскололись и вновь образовали смесь металла и силиката. Или, возможно, это такой объект, как 1 Церера, карликовая планета в поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера, за исключением того, что 16 Психея, возможно, испытала период вулканизма железа во время охлаждения, оставив высокообогащенные металлы в этих вулканических центрах.

Ученые давно подозревали, что металлические ядра скрываются глубоко внутри планет земной группы, таких как Земля. Но эти ядра погребены слишком глубоко под скалистыми мантиями и корами, чтобы исследователи могли это выяснить. Будучи единственным обнаруженным металлическим телом, похожим на ядро, Психея предоставляет прекрасную возможность пролить свет на то, как могли образоваться скалистые планеты в нашей Солнечной системе (Земля, Меркурий, Венера и Марс). НАСА одобрило миссию Psyche в 2017 году, намереваясь отправить космический корабль на орбиту астероида и собрать важные данные о его характеристиках.

Предыдущие усилия по картированию основывались на измерении инфракрасного света, отражающегося от поверхности астероида, с помощью различных телескопов по всему миру. В прошлом году астрономы составили карту поверхности Психеи с гораздо более высоким разрешением на основе данных наблюдений 2019 года, собранных всеми 66 радиоантеннами Большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки Атакамы (ALMA) в Чили.

Объединив все эти сигналы в один синтетический сигнал, команда достигла эквивалентного разрешения телескопа диаметром 16 километров (10 миль) — около 20 миль на пиксель. Этот вид позволил им разрешить многие вариации состава поверхности астероида. Они использовали это для создания карты теплового излучения поверхности астероида и трехмерной модели Психеи с высоким разрешением.

Эта последняя карта основана на сотнях смоделированных на компьютере сценариев, каждый из которых имеет различную комбинацию состава поверхностного материала с учетом вращения астероида. Затем команда сравнила эти симуляции с фактическими тепловыми выбросами в данных ALMA, чтобы определить наиболее вероятную карту поверхности 16-Psyche.

Результаты: астероид богат металлами, но их распределение по поверхности неодинаково. Подобное разнообразное распределение силикатов предполагает, что 16-Психея, возможно, когда-то имела мантию, богатую силикатами. Кроме того, материал на дне кратеров изменяет температуру быстрее, чем вдоль края, по мере вращения астероида. Авторы предполагают, что в этих кратерах могут быть отложения («пруды») мелкозернистого песка. Это немного удивительно, учитывая массу 16-Психеи и ее более сильную гравитацию по сравнению с более мелкими астероидами, состоящими из мелкозернистого материала.

«Эти данные показывают, что поверхность Психеи неоднородна, с возможными значительными вариациями в составе», — сказала Симона Марчи из Юго-Западного исследовательского института, соисследователь миссии Психея, которая не участвовала в текущем исследовании. «Одной из основных целей миссии Psyche является изучение состава поверхности астероида с помощью его гамма-лучей, нейтронного спектрометра и цветного формирователя изображений. Таким образом, возможное присутствие неоднородностей в составе — это то, что команда Psyche Science стремится изучить. более.”

DOI: Journal of Geophysical Research, 2022. 10.1029/2021JE007091/a> (О DOI).