НАСА отправит миссию к астероиду, который полон драгоценных металлов (6 фото)
Категория: Космос
9 августа 2021
Миссия прибудет к астероиду в 2026 году.
Психея 16 находится в поясе астероидов между Юпитером и Марсом. Миссия НАСА призвана выяснить происхождение и точный состав астероида. На основании имеющихся данных ученые полагают, что это было ядро протопланеты.
Новая температурная карта доказывает, что поверхность Психеи как минимум на 30 процентов состоит из металла, и что камни на поверхности покрыты металлическими зернами.
Психея 16 была обнаружена в 1852 году и считается остатками протопланеты, разрушенной в результате столкновений во время формирования Солнечной системы. Полагают, что, в отличие от других каменистых или ледяных тел, этот астероид в основном состоит из железа и никеля и может стоить квадриллионы долларов - с точки зрения добычи полезных ископаемых (то, что это привело бы к коллапсу мировой экономики, - уже другой разговор).
В преддверии миссии НАСА команда ученых из Калифорнии провела тщательное исследование излучения астероида в миллиметровом диапазоне длин волн. Это позволило им составить первую температурную карту астероида Психея 16, что позволило по-новому взглянуть на свойства его поверхности.
"Полученные данные являются шагом к разгадке тайны происхождения этого необычного объекта, который, по мнению некоторых, является частью ядра протопланеты»" - утверждают авторы исследования.
Психея - самый крупный из астероидов М-типа, загадочного класса астероидов, которые считаются богатыми металлами и поэтому потенциально могут быть фрагментами ядер протопланет, которые распались при формировании Солнечной системы.
"Ранняя Солнечная система была местом насилия, поскольку планетные тела сливались, а затем сталкивались друг с другом, выходя на орбиты вокруг Солнца, - говорит Кэтрин де Клер, доцент кафедры планетологии и астрономии Калифорнийского технологического института. - Мы думаем, что фрагменты ядер, мантии и коры этих объектов остались сегодня в виде астероидов. Если это правда, это дает нам единственную реальную возможность напрямую изучать ядра планетоподобных объектов".
Изучение таких относительно небольших объектов, которые находятся так далеко от Земли, представляет собой серьезную проблему для ученых-планетологов.
Обычно тепловые наблюдения с Земли, которые измеряют свет, излучаемый самим объектом, а не свет солнца, отраженный от этого объекта, проводятся в инфракрасном диапазоне длин волн и могут давать только 1-пиксельные изображения астероидов.
Однако этот единственный пиксель содержит много информации об астероиде, например, о тепловой инерции или о том, как быстро он нагревается на солнечном свете и остывает в темноте.
Художественное изображение космического корабля 16 Psyche. Его планируется запустить в августе 2022 года
"Низкая тепловая инерция обычно связана со слоями пыли, в то время как высокая тепловая инерция может указывать на наличие камней на поверхности, - говорит Саверио Камбиони из Калифорнийского технологического института. - Однако отличить один тип ландшафта от другого сложно".
Просмотр каждого местоположения на поверхности в несколько раз в течение дня помогает обеспечить более высокий уровень детализации и более точную интерпретацию данных. Это обеспечит более надежное прогнозирование ландшафта до прибытия аппарата НАСА на астероид и позволит миссии собрать более надежные данные.
Де Клер и Камбиони вместе со своим соавтором Майклом Шепардом из Блумсбургского университета в Пенсильвании воспользовались преимуществами Атакамским комплексом радиотелескопов ALMA (расположен в Чили) для получения таких данных.
Группа из 66 радиотелескопов позволила ученым нанести на карту тепловое излучение всей поверхности Психеи 16 с разрешением 18 миль (30 километров). В наборе данных каждый пиксель имеет размер 18 миль x 18 миль, и при объединении создается изображение астероида, состоящее примерно из 50 пикселей. Это обеспечивает значительно лучшее разрешение и данные, чем обычные однопиксельные изображения.
Это стало возможным благодаря тому, что радиотелескопы ALMA наблюдали астероид на миллиметровых волнах, которые длиннее инфракрасных волн, использованных в предыдущих наблюдениях. Использование более длинных волн позволило объединить данные, собранные с 66 телескопов и получить более высокое разрешение.
Исследование подтвердило, что тепловая инерция Психеи высока по сравнению с таковой у типичного астероида, что указывает на его необычно плотную или проводящую поверхность. Когда ученые проанализировали данные, они также обнаружили, что тепловое излучение Психеи составляет 60 процентов от того, что можно было бы ожидать от типичной поверхности с тепловой инерцией.
Поскольку поверхностное излучение зависит от присутствия металла на поверхности, это исследование показывает, что поверхность Психеи состоит из металла не менее чем на 30 процентов.
Анализ поляризации излучения помог исследователям примерно определить, какую форму принимает этот металл. Гладкая твердая поверхность излучает хорошо организованный поляризованный свет, но свет, излучаемый Психеей, был рассеянным, что позволяет предположить, что поверхностные породы покрыты металлическими зернами.
"В течение многих лет мы знали, что объекты этого класса на самом деле не являются твердым металлом, но что они из себя представляют и как образовались, все еще остается загадкой", - говорит де Клер.
Полученные данные подтверждают альтернативные предположения о составе поверхности Психеи, в том числе о том, что Психея могла быть примитивным астероидом, который сформировался ближе к Солнцу, чем сегодня, а не ядром фрагментированной протопланеты.
Методы, описанные в этом исследовании, позволяют по-новому взглянуть на состав поверхности астероидов. В настоящее время команда расширяет свои возможности, чтобы применить эти методы к другим крупным объектам в поясе астероидов.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Planetary Science Journal.
