Автор: Хосеп М. Триго Родригес
(Астрофизик)
Новата мисия на НАСА, Психея (Psyche), ще обикаля в орбита, ще картографира и изучава в детайли един от най-атрактивните космически обекти в съвременната астрология – металният астероид 16 Психея (16 Psyche).
Астероидите са метално-скалисти или метални космически обекти, които са трудни за наблюдение и изследване с телескоп от Земята. Поради отдалечеността и сравнително малкия размер с телескоп не можем да определим реалното им поведение. Следвайки орбитата си, астероидите обикалят около Слънцето и, преминавайки пред светлия му диск, можем да ги забележим като движещи се, тъмни, малки точки на фона на статичното Слънце. И именно затова мисиите до тях, с които да ги доближим и изследваме, са толкова важни.
Изборът за проучване точно на астероида 16 Психея не е случаен. 16 Психея е с диаметър около 200 км., богат е на метали, а вероятно и на други ресурси. По-важното, обаче е, че този астероид е планетарен ембрион (остатък от ядро на планета) и като такъв, може да ни даде доказателства за начина по-който са се образували и еволюирали планетите в ранната Слънчева система.
Планетарни ембриони
Има много бели страници в познанията ни за произхода и еволюцията на металните астероиди.
Ако хипотезите ни за възникването на Слънчевата система са правилни, в ранният ѝ стадии е имало десетки планетарни ембриони, от които само няколко са оцелели, за да образуват планетите от земната група*.
В ранните стадии на Слънчевата система големите планетарни тела са натрупвали радиоактивни изотопи като Al-26 и Fe-60. Тези изотопи прогресивно се разпадат (имат период на полуразпад от 0,7 милиона години), генерирайки топлина, която разтапя формиращата планетите материя. Тези процеси довеждат до вътрешно диференциране, при което тежките и плътни елементи, като металите, потъват през силикатната маса, образувайки метално ядро.
Знаем например, че ембрион с размерите на Марс се е сблъскал със Земята, резултатът от което е Луната. Планетарните ембриони се сблъскват с по-малки и по-големи космически тела в Слънчевата система. При сблъсъците ембрионите се разпадат на фрагменти, образувайки астероидния пояс между Марс и Юпитер. Смята се, че 16 Психея е един от тези метални астероиди.
Познанията за металните астероиди са важен елемент от планетарната ни защита. Някои от най-големите кратери по земната повърхност са издълбани от сблъсъци с метални астероиди. Те са устойчиви при проникването в атмосферата на Земята, навлизат в опасна близост и са в състояние да причинят много щети.
Мисията Heavy Metal
Преди няколко години група европейски астрофизици и планетарни учени, сред които и аз, се опитахме да убедим Европейската космическа агенция (ESA) да се ангажира с космическа мисия до метален астероид. Мисията носеше незабравимото име: Heavy Metal. Бяхме близо да осъществим първото посещение на метален астероид, но, след дълго умуване, ESA отхвърли проекта.
Сега мисията Psyche на NASA е на път да осъществи това, което ние пропуснахме.
Доказателства, че 16 Психея е планетарен ембрион
За да потвърдим, че 16 Психея е това, което предполагаме – планетарен ембрион – астероидът трябва да е запазил структурата си, такава, каквато е била в момента на неговото създаване.
Металните метеорити, паднали на Земята, са фрагменти от метални астероиди. Преминавайки през атмосферата, поради голямата си плътност, те губят много малка част от състава си (за разлика от другите метеорити) и запазват химическите си характеристики такива, каквито са по принцип. Така че, нашите познания за металните метеорити тук, на Земята, могат да ни подскажат какво да очакваме, когато стигнем до 16 Психея.
Поради многобройните сблъсъци с космически обекти, вероятно повърхността на Психея е покрита от кратери, а ядрото ѝ е силно намагнетизирано.
Съставът на метеоритите, паднали на Земята, ни дава представа от какво е изградена Психея.
Металните метеорити са сплави от желязо и никел в различни пропорции. При разрез ясно се виждат линиите Видманщетен**. Тези уникални кристални структури се генерират при скорост на охлаждане от около 1ºC на милион години. Това означава, че за да се охлажда толкова бавно, тази структура е фрагмент от достатъчно голямо планетарно ядро. Означава и още нещо: не може да бъде създаден в лаборатория.
Мисията Psyche
Мисията на NASA ще бъде огромен напредък в нашето разбиране за металните астероиди. Когато достигне целта си през 2029 г., Psyche ще изследва астероида в продължение на 26 месеца.
Магнитометърът на космическия апарат ще търси доказателства за палеомагнетизъм***. Съществуването на палеомагнетизъм би означавало, че астероидът е фрагмент от ядро на планетарно тяло.
Гама-лъчевият и неутронният спектрометър ще идентифицират химическите елементи, които го съставляват. Хиперспектрална камера ще заснема астероида, за да се установи минералния състав и топография на 16 Психея. А високата разделителна способност на изображенията ще позволи да се проучи детайлно повърхността му.
Телекомуникационните системи ще изследват гравитационното поле на астероида – взаимодействайки с 16 Психея, радиовълните от космическия кораб ще покажат, дали астероидът оказва влияние на орбитата му.
Определянето на масата, формата, ротацията и гравитационното поле на астероида ще ни позволи да разберем по-добре неговата повърхностната геологията и вътрешна структура.
Изследването на астероида 16 Психея ще революционизира нашето разбиране както за произхода и еволюцията на металните астероиди, така и за формирането на скалисти планети, включително Земята.
* Планети от земна група – това са планети, които са изградени предимно от силикатни скали. Те се различават съществено от газовите гиганти, които нямат твърда повърхност и са съставени главно от водород, хелий и вода в различни агрегатни състояния. Планетите от земната група имат приблизително една и съща структура: метално ядро и силикатна мантия. Релефът на повърхността им е от каньони, кратери, планини и вулкани. В Слънчевата система има четири планети от земната група: Меркурий, Венера, Земя и Марс. В ранните стадии на Слънчевата система вероятно е имало много повече такива планети, но те или са били изхвърлени от Слънчевата система, или са били погълнати от други планети.
** Линиите Видманщетен (Widmanstätten) – Видманщетеновата структура е фигури от дълги никел-железни кристали в железните метеорити. Видмащетеновата структура се получава при повече или по-малко фино срастване на камаситени и тенитени ленти (наричани ламели), които се пресичат една с друга под различни ъгли.
*** Палеомагнетизъм – това е изследване на записа на магнитното поле на материята. Този запис предоставя информация за поведението (посоката и интензитета) на магнитното поле назад във времето.
Тази статия е публикувана в The Conversation и е възпроизведена тук под лиценз Creative Commons. Щракнете тук, за да прочетете оригиналната версия (на испански език).
