ستاره شناسان از جزئی ترین نقشه روان سیارک فلزی تاکنون رونمایی کردند

اگر می‌خواهید یک مطالعه پزشکی قانونی درباره منظومه شمسی انجام دهید، ممکن است به اصلی بروید. کمربند سیارکی بین مریخ و مشتری. اینجاست که می توانید صخره های باستانی مربوط به روزهای اولیه منظومه شمسی را پیدا کنید. در خلاء سرد فضا، دور از خورشید، سیارک‌ها عمدتاً توسط هوازدگی فضا دست نخورده هستند.

دانشمندان فضایی به دلیل شواهدی که در اختیار دارند، گاهی از سیارک‌ها – و تکه‌های شهاب سنگ‌های آنها که به زمین می‌افتند – به عنوان کپسول‌های زمانی یاد می‌کنند.

سیارک Psyche بسیار جالب است. و ناسا در حال فرستادن ماموریتی برای بررسی تکه غیرمعمول سنگ است.

پیش از آن ماموریت، تیمی از محققان مشاهدات روان را از مجموعه ای از تلسکوپ ها ترکیب کردند و نقشه ای از سطح سیارک ساختند.

اخترشناسان سیارک ها را به سه دسته تقسیم می کنند. سیارک های کربن دار یا نوع C رایج ترین نوع هستند. آنها حدود ۷۵ درصد از سیارک های شناخته شده را تشکیل می دهند و حاوی مقادیر زیادی کربن هستند. کربن آنها را تیره می کند و دارای آلبدو کم هستند.

سیارک های سیلیسی یا نوع S دومین نوع رایج هستند. آنها حدود ۱۷ درصد از سیارک های شناخته شده را تشکیل می دهند و بیشتر از سیلیکات های آهن و منیزیم ساخته شده اند.

سیارک های فلزی یا نوع M نادرترین نوع سیارک ها هستند و حدود ۸ درصد از سیارک های شناخته شده را تشکیل می دهند. به نظر می‌رسد این سیارک‌ها حاوی فلز بیشتری نسبت به انواع دیگر سیارک‌ها هستند، و دانشمندان فکر می‌کنند که آنها منبع شهاب‌سنگ‌های آهنی هستند که به زمین می‌افتند. شهاب‌سنگ‌های نوع M یکی از اولین منابع آهن در تاریخ بشر بودند.

Psyche (16 Psyche) یک سیارک از نوع M است. به این سیاره کوتوله نیز می گویند زیرا قطر آن حدود ۲۲۰ کیلومتر (۱۴۰ مایل) است. از آن به عنوان ۱۶ Psyche یاد می شود زیرا شانزدهمین سیاره کوچک کشف شده بود. (سیارک های بزرگتر مانند Psyche به عنوان سیارات کوچک نیز شناخته می شوند.)

(NASA/JPL-Caltech/ASU)

روان گاهی به دلیل غنی بودن از آهن و نیکل، «سیارک معدن طلا» نامیده می‌شود. اگر چه برای روشن بودن، هیچ کس فکر نمی کند که غنی از طلا است.

تصاویر نور مرئی از روان چیز زیادی به ما نمی گوید. VLT رصدخانه جنوبی اروپا تصاویری از این سیارک گرفت، اما هیچ جزئیاتی را فاش نکرد.

تاریخچه روان، تاریخ نامشخصی است. برای مدت طولانی، ستاره شناسان فکر می کردند که این هسته آهنی در معرض یک جسم بسیار بزرگتر است. در این فرضیه، یک برخورد قدرتمند یا مجموعه‌ای از برخوردها، پوسته و گوشته بدن را از بین می‌برد.

جسم بزرگ‌تر کاملاً متمایز می‌شد و قطری در حدود ۵۰۰ کیلومتر (۳۱۰ مایل) اندازه‌گیری می‌شد. با از بین رفتن پوسته و گوشته، فقط هسته غنی از آهن باقی ماند.

این ایده با گذشت زمان از بین رفت و ستاره شناسان به رصد آن ادامه دادند. شواهد نشان داد که چگالی آن به اندازه کافی برای آهن جامد نبوده و احتمالاً متخلخل است.

سایر محققان پیشنهاد کردند که Psyche به نحوی مختل شده و سپس به عنوان ترکیبی از فلزات و سیلیکات‌ها دوباره تجمع یافته است. یک مطالعه نشان داد که Psyche آنقدرها که تصور می‌شد غنی از فلز نیست و بیشتر یک آوار است توده. در آن سناریو، برخورد با سیارک‌های معمول‌تر از نوع C، لایه‌ای از کربن و مواد دیگر را روی سطح سایک رسوب کرد.

عجیب‌ترین ایده پشت سرچشمه‌های سایک، ایده فرو آتشفشانی است. یک مطالعه ۲۰۱۹ شواهدی ارائه کرد که زمانی روان یک لکه مذاب بود. در آن سناریو، لایه‌های بیرونی سرد شدند و ترک‌های استرسی ایجاد کردند و هسته مذاب شناور به‌عنوان آتشفشان‌های آهنی فوران کرد.

تنها راه برای فهمیدن مطمئن بودن روان‌شناسی این است که برو و نگاهش کن بنابراین این کاری است که ناسا انجام می دهد.

این ماموریت Psyche نام دارد و قرار است در پاییز ۲۰۲۲ پرتاب شود. فضاپیما برای رسیدن به Psyche بر نیروی محرکه خورشیدی-الکتریک و یک مانور کمک گرانشی با مریخ تکیه خواهد کرد. در سال ۲۰۲۶.

۲۱ ماه را صرف مطالعه سیارک خواهد کرد و چهار مسیر مداری مجزا را دنبال خواهد کرد که هر مسیر متوالی نزدیکتر از مسیر قبلی است.

تصویری از کاوشگر Psyche در نزدیکی سیارک Psyche. (NASA/JPL-Caltech/ASU)

هنگامی که به سیارک نزدیک‌تر می‌شود، روی اهداف علمی مختلف تمرکز می‌کند.

یک تیم از محققان نقشه جدیدی از سطح روان را برای کمک به آماده شدن برای مأموریت ساختند.

نقشه در مقاله منتشر شده در ژورنال تحقیقات ژئوفیزیک: سیارات است. عنوان “سطح ناهمگن سیارک (۱۶) روان،” و نویسنده اصلی ساوریو کامبیونی است. از دپارتمان علوم زمین، جو و سیاره MIT (EAPS).

“سطح روان بسیار ناهمگن است” Cambioni گفت در یک بیانیه مطبوعاتی. “این یک سطح تکامل یافته است، و این نقشه ها تایید می کنند که سیارک های غنی از فلز، جهان های معمایی جالبی هستند. این دلیل دیگری است که مشتاقانه منتظر ماموریت Psyche به سمت سیارک باشیم.”

در این مطالعه، نویسندگان از آرایه میلی‌متری/زیر میلی‌متری بزرگ آتاکاما (ALMA) برای بررسی بهتر روان ۱۶ استفاده کردند. . ALMA یک تلسکوپ رادیویی است که از ۶۶ آنتن با دقت بالا تشکیل شده است. آنتن‌های جداگانه با هم به‌عنوان تداخل‌سنج با وضوح بالا عمل می‌کنند.

ALMA در طول موج‌های حساس به دما و برخی خواص الکتریکی مواد روی سطح Psyche عمل می‌کند.

“سیگنال‌های آنتن های ALMA را می توان در یک سیگنال مصنوعی که معادل یک تلسکوپ با قطر ۱۶ کیلومتر (۱۰ مایل) است، ترکیب کرد” گفت یکی از نویسندگان کاترین دکلیر، استادیار علوم سیاره ای و نجوم در Caltech. “هرچه تلسکوپ بزرگتر باشد، وضوح بالاتر است.”

نقشه جدید بر اساس دو نوع اندازه گیری است. یکی از آنها اینرسی حرارتی، یعنی مدت زمانی که یک ماده طول می کشد تا به دمای محیط خود برسد. اینرسی حرارتی بالاتر به این معنی است که زمان بیشتری می برد.

دوم، ثابت دی الکتریک است. ثابت دی الکتریک نشان می دهد که یک ماده چقدر گرما، الکتریسیته یا صدا را به خوبی هدایت می کند. ماده ای با ثابت دی الکتریک پایین هدایت ضعیفی دارد و عایق خوبی است و بالعکس.

محققان مشاهدات ALMA را از اینرسی حرارتی و ثابت دی الکتریک گرفته و صدها شبیه سازی انجام دادند تا ببینند کدام ترکیب مواد می تواند توضیح دهد. آنها Cambioni می گوید.

آهن خالص دارای یک ثابت دی الکتریک بی نهایت است. با اندازه گیری ثابت دی الکتریک روی Psyche، محققان می توانند سطح را نقشه برداری کنند و مناطق غنی تر از آهن را پیدا کنند. آهن همچنین از اینرسی حرارتی بالایی برخوردار است زیرا بسیار متراکم است.

بنابراین، ترکیب اندازه‌گیری‌های اینرسی حرارتی و ثابت دی‌الکتریک، ایده خوبی از اینکه کدام مناطق سطحی روی Psyche غنی ​​از آهن و سایر فلزات هستند، به دست می‌دهد.

محققان یک ویژگی کنجکاو در Psyche منطقه Bravo-Golf. آن منطقه اینرسی حرارتی سیستماتیک کمتری نسبت به مناطق مرتفع دارد. منطقه براوو-گلف افسردگی درست در سمت راست نصف النهار اصلی سیارک در تصویر زیر.

چرا یک منطقه کم ارتفاع اینرسی حرارتی کمتری دارد؟ مطالعات دیگر نشان می دهد که این منطقه از نظر راداری نیز روشن است. چرا اینطور است؟ محققان سه احتمال را ارائه کردند.

زمین‌های پست می‌توانند غنی از فلز باشند، اما پوشیده از سنگ سنگی ظریف و متخلخل هستند که اینرسی حرارتی آن‌ها را در مقایسه با ارتفاعات پوشیده از سنگ سنگی درشت‌تر کاهش می‌دهد. اینرسی حرارتی با اندازه ذرات افزایش می یابد. در این سناریو، سنگ سنگی دانه‌ریزتر در زمین‌های پست جمع می‌شد.

“برکه‌هایی از مواد ریزدانه روی سیارک‌های کوچک دیده شده‌اند که گرانش آن‌ها به اندازه‌ای کم است که برخوردها باعث تکان دادن سطح و ایجاد آن شوند. کامبیونی گفت “اما روان جسم بزرگی است، بنابراین اگر مواد ریزدانه در کف فرورفتگی انباشته شوند، جالب و تا حدودی مرموز است.”

فرضیه دوم این است که مواد سطحی که زمین‌های پست را می‌پوشاند بیشتر است. متخلخل از ارتفاعات اینرسی حرارتی با افزایش تخلخل سنگ کاهش می یابد. شکستگی‌های ضربه‌ای می‌تواند مناطق پست را نیز متخلخل‌تر کند.

فرضیه سوم این است که مناطق پست دارای مواد غنی‌تر از سیلیکات نسبت به ارتفاعات هستند، که به آنها ثابت دی الکتریک کمتری نسبت به برخی مناطق ارتفاعات می‌دهد. ایده این است که فرورفتگی براوو-گلف می‌تواند در اثر ضربه‌ای با یک ضربه‌گیر غنی از سیلیکات تشکیل شده باشد و بقایای غنی از سیلیکات را پشت سر بگذارد.

به طور کلی، این مطالعه نشان می‌دهد که سطح ۱۶ روان پوشیده شده است. تنوع زیادی از مواد همچنین به شواهد دیگری اضافه می‌کند که نشان می‌دهد این سیارک غنی از فلز است، اگرچه فراوانی فلزات و سیلیکات‌ها در مناطق مختلف به‌طور قابل‌توجهی متفاوت است.

همچنین نشان می‌دهد که سیارک ممکن است هسته‌ای باقی‌مانده از یک جسم متمایز باشد. که گوشته و پوسته خود را مدت ها پیش از دست داده است.

“در نتیجه، ما شواهدی ارائه می دهیم که سایک یک سیارک غنی از فلز است که سطح آن ناهمگن است، هم فلز و هم مواد سیلیکات را نشان می دهد و به نظر می رسد که در اثر برخورد تکامل یافته است.” نویسندگان نتیجه می گیرند.

سیمون مارچی، دانشمند کارکنان مؤسسه تحقیقاتی جنوب غربی و یکی از محققین مأموریت روان ناسا است. مارکی در این مطالعه شرکت نداشت اما نظر داد در مورد اهمیت آن در یک بیانیه مطبوعاتی. “این داده‌ها نشان می‌دهد که سطح Psyche ناهمگن است، با تغییرات احتمالی قابل‌توجهی در ترکیب. یکی از اهداف اولیه ماموریت Psyche، مطالعه ترکیب سطح سیارک با استفاده از پرتوهای گاما و طیف‌سنج نوترونی آن و یک تصویرگر رنگی است. بنابراین، وجود احتمالی ناهمگونی‌های ترکیبی چیزی است که تیم علم روان مشتاق مطالعه بیشتر است.”

این بر عهده ماموریت روان ناسا است که این یافته‌ها را با دقت بیشتری تأیید کند.

اما فرستادن یک فضاپیما به سایک برای درک جزئیات بیشتر چیزی بیش از خود روان است.

اگر سایک هسته باقیمانده یک سیاره کوچک سنگی و متمایز باشد، چیزی در مورد ما آشکار خواهد کرد. سیاره و چگونگی تشکیل اجسام متمایز آیا حاوی برخی از همان عناصر نوری است که انتظار داریم در هسته زمین وجود داشته باشند؟ هسته زمین آنقدر متراکم نیست که آهن و نیکل خالص باشد. دانشمندان فکر می‌کنند که حاوی عناصر سبک‌تری مانند گوگرد، سیلیکون، اکسیژن، کربن و هیدروژن است.

ماموریت Psyche همچنین تعیین می‌کند که آیا سیارک در شرایط اکسیدکننده‌تر یا کاهش‌دهنده‌تر از هسته زمین تشکیل شده است. این اطلاعات بیشتر در مورد سحابی خورشیدی و قرص پیش سیاره ای به ما می گوید.

مردم گاهی اوقات از روان به عنوان سیارک معدن طلا یاد می کنند زیرا بسیار غنی از فلز است. جسمی به اندازه آن حاوی مقدار زیادی آهن خواهد بود، اگرچه بعید است که این مقدار به این زودی محقق شود و یا در دسترس نباشد.

اما اگر دانش به اندازه آهن ارزشمند باشد، ۱۶ Psyche ممکن است هنوز یک طلا باشد. مال من.

این مقاله در اصل توسط Universe Today منتشر شده است. مقاله اصلی.