Predstavte si čas v minulosti slnečnej sústavy, kde asteroidy neboli pevné kamene, ale guľôčky roztaveného železa. Znie to čudne, ale mohlo to tak byť. A za správnych podmienok by niektorí z týchto asteroidov pučali sopky. Jeden z týchto asteroidov, Psyche, je cieľom misie NASA.
To je záver, ku ktorému vedci z University of Santa Cruz prišli v novej štúdii čoskoro uverejnenej v Geofyzikálnom výskumnom liste.
Vedci sú Francis Nimmo, profesor zemských a planetárnych vied na Kalifornskej univerzite v Santa Cruz (UCSC) a postgraduálny študent Jacob Abrahams. Pustili sa do tohto výskumu kvôli plánom agentúry NASA vyslať kozmickú loď do asteroidu Psyche. Psychika je jedinečný asteroid; Nielenže je to najväčší asteroid v našej slnečnej sústave, ale zdá sa, že je exponovaným jadrom železa a niklu skorej planéty.
V chaose skorej slnečnej sústavy sa kusy skaly zrážali a niekedy kombinovali. Postupom času tvorili väčšie a väčšie kúsky, ktoré sa nakoniec formovali do skalnatých planét. Na plne tvarovaných planétach, ako je Zem, je železné a niklové jadro zakopané pod silikátovú kôru. To isté platí pre všetky pozemské planéty a mesiace a pre väčšinu asteroidov.
Niektoré planetesimály by však utrpeli katastrofické kolízie a ich vonkajšie vrstvy by sa odtrhli, čím by zostalo exponované jadro bohaté na roztavené železo. Toto jadro by sa ochladilo v chladných teplotách v priestore, pričom povrch pravdepodobne najskôr stuhne. To je to, čo si myslia, že sa stalo Psyche.
"Jedného dňa sa ku mne otočil a povedal:" Myslím, že tieto veci vybuchnú. ""
Profesor Francis Nimmo, UCSC, veda o Zemi a planéta.
Pred misiou NASA v Psyche sa Nimmo začal zaujímať o kovové asteroidy. Zaujímalo sa o ich zloženie ao to, aké stopy po tomto zložení mohli poskytnúť meteority tu na Zemi. Mal postgraduálneho študenta Jakuba Abrahamsa, ktorý spravoval niekoľko modelov, ako sa asteroidy formujú a ochladzujú.
Ukazuje sa, že aspoň niektoré z týchto asteroidov by zažili sopečné erupcie roztaveného železa.
"Jedného dňa sa ku mne otočil a povedal:" Myslím, že tieto veci vybuchnú, "povedal Nimmo v tlačovej správe. "Nikdy predtým som o tom nepremýšľal, ale dáva to zmysel, pretože pod hustou kôrou je vznášajúca sa tekutina, takže sa chce dostať na vrchol."
Tieto fero-sopky by nevybuchli na všetky tieto odkryté jadro asteroidov. Museli by byť dostatočne masívni, aby sa povrch rýchlo ochladil a rýchlo stuhol, zatiaľ čo jadro zostalo roztavené. Ale nie všetci by sa takto správali.
"V niektorých prípadoch by kryštalizoval zo stredu von a nemal by vulkanizmus, ale niektoré by kryštalizovali zhora nadol, takže na povrch by ste dostali pevný kovový plech s tekutým kovom," uviedol Nimmo.
V týchto kovových asteroidoch by stuhnutá kôra stláčala vztiahnuté roztavené jadro. To by umožnilo udržať roztavené železo zamknuté v jadre. Ale postupom času došlo k zmenám v kôre.
Kôra by sa ochladila a kompresia a ochladzovanie by v kôre spôsobili stresové trhliny a chyby. Roztavené jadro bolo odolnejšie a bolo by pod tlakom. Keď sa tvorili praskliny a chyby, roztavené železo by uniklo a vytvorilo by ferosopty.
"... nič ako silné, viskózne lávové prúdy, ktoré vidíte na Havaji."
Profesor Francis Nimmo, UCSC, veda o Zemi a planéta.
Nevieme, ako by presne vyzerali tieto ferro-sopky. Ale podľa oboch výskumníkov existuje aspoň niekoľko možností. do značnej miery v závislosti od zloženia roztavenej horniny.
"Ak je to väčšinou čisté železo, mali by ste erupcie povrchových tokov s nízkou viskozitou, ktoré sa šíria v tenkých vrstvách, takže sa nič podobné hustým viskóznym lávovým prúdom, ktoré vidíte na Havaji," uviedol Abrahams. "Na druhej strane, ak sú v sebe zmiešané ľahké prvky a plyny, ktoré sa rýchlo rozširujú, môžete mať výbušný vulkanizmus, ktorý by mohol nechať jamky na povrchu."
Je nepravdepodobné, že psychologická misia agentúry NASA bude schopná vidieť akýkoľvek jasný dôkaz tohto ferro-vulkanizmu. Všetko sa to stalo pred miliardami rokov a zrážky a opotrebenie by odvtedy vytvarovali povrch asteroidov, ako je Psyche. "Nie je jasné, ako by teraz mohli vyzerať," povedal Abrahams.
Tieto ferro-sopky však stále môžu mať nejaké znaky. Mohlo by dôjsť k zmenám farby materiálu na povrchu. Môžu byť dokonca nejaké sopečné otvory. Neočakávajte však žiadne lávové šišky.
Misia Psyche sa netýka výlučne zisťovania dôkazov o sopečnej činnosti; má ďalšie vedecké ciele. V skutočnosti je podľa Nimma najlepším miestom na nájdenie dôkazu feropopuránovej aktivity na asteroidoch, ako je Psyche, v kovových asteroidoch tu na Zemi.
"Existuje veľa týchto kovových meteoritov a teraz, keď vieme, čo hľadáme, by sme v nich mohli nájsť dôkazy o sopečnosti," uviedol Nimmo. „Keby sa materiál dostal na povrch, veľmi rýchlo by sa ochladil, čo by sa odrazilo v zložení meteoritu. A mohla by v ňom zostať diera unikajúca plyn. “
Vedci predstavili tieto výsledky na nedávnej konferencii o lunárnych a planetárnych vedách a zistili, že iný výskumný tím dospel k rovnakému záveru. Abstrakt výsledkov tohto tímu je tu.
Toto sú zaujímavé výsledky, čiastočne kvôli obrázku, ktorý maľujú. Planetesimálne alebo protoplanety, ktoré prechádzajú starou slnečnou sústavou, prechádzajú katastrofickou zrážkou. Povrch je odizolovaný a zanecháva iba roztavené jadro. Povrch ochladzuje a zachytáva roztavené jadro pod ním, aby unikol len vo feropopyrénách, pretože napätie spôsobuje praskliny v povrchu.
"Nie je to šokujúci nápad, ale my sme o nikdy predtým nikdy nepremýšľali o železnom vulkanizme, a preto je potrebné preskúmať niečo nové a zaujímavé," uviedol Abrahams.
Misia NASA Psyche je naplánovaná na spustenie v roku 2022. V roku 2026 dorazí k Psyche, potom strávi 21 mesiacov obiehaním asteroidu, mapovaním jeho povrchových prvkov a štúdiom ďalších vlastností. Kozmická loď bude obsahovať niekoľko nástrojov:
- Multispektrálny zobrazovač
- Gama lúč a neutrónový spektrometer
- magnetometer
- X-Band Gravity Science Investigation
Misia Psyche tiež otestuje nový laserový komunikačný systém s názvom Optická komunikácia v hlbokom vesmíre (DSOC.)
Zdroj:
- Tlačová správa: Na kovových asteroidoch sa mohli objaviť sopky železa
- Výskumná práca: Ferrovolcanizmus: Železný vulkanizmus na kovových asteroidoch
- Prehľad psychologických misií NASA
