Įsivaizduokite laiką Saulės sistemos praeityje, kai asteroidai buvo ne kieta uola, o išlydytos geležies dėmės. Skamba keistai, bet taip galėjo būti. Ir tinkamomis sąlygomis kai kurie iš tų asteroidų būtų išdygę ugnikalniais. Vienas iš tų asteroidų, Psyche, yra NASA misijos tikslas.
Tokią išvadą padarė Santa Kruzo universiteto mokslininkai naujame tyrime, kuris netrukus bus paskelbtas Geofizinių tyrimų laiškai .
Mokslininkai yra Francis Nimmo, Kalifornijos universiteto Santa Kruze (UCSC) Žemės ir planetų mokslų profesorius ir absolventas Jacobas Abrahamsas. Jie pradėjo šį tyrimą dėl NASA planų išsiųsti a erdvėlaivis į asteroidą Psyche . Psichika yra unikalus asteroidas; Tai ne tik didžiausias asteroidas mūsų Saulės sistemoje, bet ir atrodo, kad tai yra ankstyvos planetos geležies ir nikelio šerdis.
Ankstyvosios Saulės sistemos chaose susidūrė uolienų gabalai ir kartais susijungė. Laikui bėgant jie suformavo vis didesnius gabalus, kurie ilgainiui susiformavo į uolėtas planetas. Visiškai susiformavusiose planetose, tokiose kaip Žemė, geležies ir nikelio šerdis yra palaidota po silikatine pluta. Taip yra visose antžeminėse planetose ir palydovuose bei daugumoje asteroidų.
Tačiau kai kurios planetezimalės būtų patyrusios katastrofiškus susidūrimus, o jų išoriniai sluoksniai būtų nuplėšti, palikdami atvirą išlydytą geležies turinčią šerdį. Ši šerdis būtų atvėsusi esant šaltai temperatūrai erdvėje, o paviršius greičiausiai būtų sukietėjęs. Jie mano, kad taip atsitiko su Psyche.
Profesorius Francis Nimmo, UCSC Žemės ir planetų mokslai.
„Vieną dieną jis atsisuko į mane ir pasakė: „Manau, kad šie dalykai išsiveržs“.
Prieš NASA misiją Psyche, Nimmo susidomėjo metaliniais asteroidais. Jis domėjosi jų sudėtimi ir tuo, kokias užuominas apie tą sudėtį galėtų suteikti meteoritai čia, Žemėje. Jis privertė absolventą Jacobą Abrahamą paleisti kai kuriuos asteroidų formavimosi ir aušinimo modelius.
Pasirodo, bent kai kurie iš šių asteroidų būtų patyrę išsilydžiusios geležies ugnikalnių išsiveržimus.
„Vieną dieną jis atsisuko į mane ir pasakė: „Manau, kad šie dalykai išsiveržs“, – sakė Nimmo. pranešimas spaudai . „Anksčiau apie tai negalvojau, bet tai prasminga, nes po tankia pluta yra plūduriuojantis skystis, todėl skystis nori pakilti į viršų.
Šie geležies ugnikalniai nebūtų išsiveržę ant visų šių atvirų šerdies asteroidų. Jie turėjo būti pakankamai masyvūs, kad paviršius greitai atvėstų ir sukietėtų, o šerdis liktų išlydyta. Tačiau ne visi jie būtų taip pasielgę.
„Kai kuriais atvejais jis kristalizuotųsi iš centro į išorę ir nebūtų vulkanizmo, bet kai kurie kristalizuotųsi iš viršaus į apačią, taigi ant paviršiaus susidarytų kietas metalo lakštas su skystu metalu apačioje“, – sakė Nimmo.
Šiuose metaliniuose asteroiduose sustingusi pluta būtų suspaudusi plūduriuojančią, išlydytą šerdį. Taip išlydyta geležis būtų buvusi užrakinta šerdyje. Tačiau laikui bėgant plutoje būtų buvę pokyčių.
Pluta atvėstų, o dėl suspaudimo ir aušinimo plutoje būtų susidarę įtrūkimų ir gedimų. Išlydyta šerdis buvo plūduresnė ir jai buvo daromas slėgis. Susidarius įtrūkimams ir gedimams, išsilydžiusi geležis būtų pabėgusi ir sukūrę ferovulkanus.
„...nieko panašaus į tirštus, klampius lavos srautus, kuriuos matote Havajuose.
Profesorius Francis Nimmo, UCSC Žemės ir planetų mokslai.
Mes nežinome, kaip tiksliai būtų atrodę šie geležies ugnikalniai. Tačiau, pasak dviejų tyrinėtojų, yra bent pora galimybių. daugiausia priklauso nuo ištirpusios uolienos sudėties.
„Jei tai daugiausia gryna geležis, mažo klampumo paviršiniai srautai išsiveržtų plonais lakštais, todėl nieko panašaus į tirštus klampius lavos srautus, kuriuos matote Havajuose“, – sakė Abrahamas. „Kitu kraštutinumu, jei yra susimaišę lengvi elementai ir greitai besiplečiančios dujos, gali kilti sprogstamasis vulkanizmas, dėl kurio paviršiuje gali likti duobių.
Sarychevo ugnikalnis Japonijoje, išsiveržęs 2009 m. Ant asteroido ugnikalniai nesudarytų tokio tipo kupolų ir greičiausiai būtų panašesni į išsiveržimus. Autoriai: NASA / JSC / Vaizdų mokslo ir analizės laboratorija
Mažai tikėtina, kad NASA Psyche misija galės pamatyti kokių nors aiškių šio ferovulkanizmo įrodymų. Visa tai įvyko prieš milijardus metų, o susidūrimai ir susidėvėjimas nuo tada būtų suformavęs asteroidų, tokių kaip Psichė, paviršių. „Neaišku, kaip jie gali atrodyti dabar“, – sakė Abrahamas.
Tačiau vis tiek gali būti kai kurių šių geležies ugnikalnių požymių. Paviršiaus medžiagos spalva gali skirtis. Gali būti net keletas vulkaninių angų. Tačiau nesitikėkite jokių lavos kūgių.
Psichikos misija nėra vien tik ugnikalnio veiklos įrodymų paieška; jis turi ir kitų mokslo tikslai . Tiesą sakant, Nimmo teigimu, geriausia vieta ferovulkaninio aktyvumo asteroiduose, pvz., Psyche, įrodymams rasti gali būti metaliniuose asteroiduose čia, Žemėje.
„Yra daug šių metalinių meteoritų, o dabar, kai žinome, ko ieškome, galime rasti juose vulkanizmo įrodymų“, – sakė Nimmo. „Jei medžiaga išsiveržtų ant paviršiaus, ji labai greitai atvėstų, o tai atsispindėtų meteorito sudėtyje. Ir jame gali būti skylių, kurias paliko išbėgusios dujos.
Pora mokslininkų pristatė šiuos rezultatus neseniai vykusioje Mėnulio ir planetų mokslo konferencijoje ir nustatė, kad kita tyrimų grupė padarė tokią pačią išvadą. Tos komandos rezultatų santrauka yra čia .
Tai įdomūs rezultatai, iš dalies dėl paveikslo, kurį jie piešia. Planetezimalė arba protoplaneta, keliaujanti per senovės Saulės sistemą, patiria katastrofišką susidūrimą. Paviršius nulupamas, paliekant tik išlydytą šerdį. Paviršius atšąla, sulaikydamas po juo išlydytą šerdį, kad ištrūktų ferovulkanuose, nes dėl įtempių paviršiuje atsiranda įtrūkimų.
„Tai nėra šokiruojanti idėja, bet mes tiesiog niekada anksčiau negalvojome apie geležies vulkanizmą, todėl tai yra kažkas naujo ir įdomaus, kurį reikia ištirti“, - sakė Abrahamas.
NASA Psyche misiją planuojama pradėti 2022 m. 2026 m. ji atvyks į Psyche, tada praleis 21 mėnesį skriedama aplink asteroidą, kartodama jo paviršiaus ypatybes ir tirdama kitas jo savybes. Erdvėlaivyje bus keli instrumentai:
- Daugiaspektrinis vaizduoklis
- Gama spindulių ir neutronų spektrometras
- Magnetometras
- X-Band gravitacijos mokslo tyrimas
„Psyche“ misija taip pat išbandys naują lazerinio ryšio sistemą, vadinamą „Deep Space Optical Communication“ (DSOC).
Šaltiniai:
- Pranešimas spaudai: Geležies ugnikalniai galėjo išsiveržti ant metalinių asteroidų
- Mokslinis darbas: Ferovulkanizmas: geležies vulkanizmas ant metalinių asteroidų
- NASA Psyche misijos apžvalga