Представете си време в миналото на Слънчевата система, в което астероидите не са твърда скала, а петна от разтопено желязо. Звучи странно, но това може да е било така. И при правилни условия някои от тези астероиди биха покълнали вулкани. Един от тези астероиди, Психея, е дестинацията за мисия на НАСА.
Това е заключението, че учените от Университета в Санта Круз дойдоха в ново проучване, което скоро ще бъде публикувано в Geophysical Research Letters.
Учените са Франсис Нимо, професор по земни и планетарни науки в Калифорнийския университет, Санта Крус (UCSC) и аспирант Джейкъб Абрахамс. Те започнаха това изследване заради плановете на НАСА да изпрати космически кораб на астероида Psyche. Психеята е уникален астероид; не само че е най-големият астероид в нашата Слънчева система, но изглежда, че е изложеното ядро на никела и никела на ранна планета.
В хаоса на ранната Слънчева система парчета скали се сблъскват и понякога се комбинират. С течение на времето те образували по-големи и по-големи парчета, които в крайна сметка се образували в скалистите планети. В напълно оформени планети като Земята, ядрото на желязото и никела е погребано под силикатна кора. Същото е на всички земни планети и луни и на повечето астероиди.
Но някои пластезимали биха претърпели катастрофални сблъсъци и външните им слоеве щяха да бъдат съблечени, оставяйки откритото разтопено богато на желязо ядро. Това ядро щеше да се охлади при хладните температури в космоса, като повърхността вероятно ще се втвърди първо. Това според тях се е случило с Психея.
„Един ден се обърна към мен и каза:„ Мисля, че тези неща ще избухнат “.
Професор Франсис Ниммо, UCSC Земни и планетарни науки.
Преди мисията на НАСА в Психея, Nimmo се интересува от метални астероиди. Той се интересувал от техния състав и какви улики към този състав могат да бъдат осигурени от метеорити тук на Земята. Той беше завършил студент Джейкъб Авраамс да пуска някои модели за това как астероидите се образуват и охлаждат.
Оказва се, че поне някои от тези астероиди биха преживели вулканични изригвания от разтопено желязо.
„Един ден той се обърна към мен и каза:„ Мисля, че тези неща ще избухнат “, казва Ниммо в съобщение за печата. "Никога преди не съм мислил за това, но има смисъл, защото имаш плаваща течност под плътна кора, така че течността иска да стигне до върха."
Тези феро-вулкани не биха изригнали на всички тези изложени ядра астероиди. Те трябва да са достатъчно масивни, че повърхността да се охлади и да се втвърди бързо, докато сърцевината остава разтопена. Но не всички биха се държали така.
„В някои случаи той би изкристализирал от центъра навън и нямаше вулканизъм, но някои биха кристализирали отгоре надолу, така че да получите твърд лист метал на повърхността с течен метал отдолу“, каза Ниммо.
В тези метални астероиди втвърдената кора щеше да компресира плаващата, разтопена сърцевина. Това щеше да остане разтопеното желязо да се затвори в сърцевината. Но с течение на времето ще има промени в кората.
Кората ще се охлади, а компресията и охлаждането биха образували стресни пукнатини и разломи в кората. Разтопеното ядро беше по-буйно и би било под налягане. Тъй като се образували пукнатини и разломи, разтопеното желязо щяло да избяга, създавайки феро-вулкани.
"... нищо подобно на гъстите, вискозни потоци лава, които виждате на Хаваите."
Професор Франсис Ниммо, UCSC Земни и планетарни науки.
Не знаем как точно биха изглеждали тези феро-вулкани. Според двамата изследователи обаче има поне няколко възможности. до голяма степен в зависимост от състава на стопената скала.
„Ако това е предимно чисто желязо, тогава ще имате изригвания на повърхностни потоци с нисък вискозитет, разпределени в тънки листове, така че нищо подобно на дебелите, вискозни лави, които виждате на Хаваите“, каза Абрахамс. „От друга страна, ако има смесени леки елементи и газове, които бързо се разширяват, бихте могли да имате експлозивен вулканизъм, който може да остави ями в повърхността.“
Малко вероятно е мисията на НАСА „Психея“ да успее да види ясни доказателства за този феро-вулканизъм. Всичко се случи преди милиарди години, а сблъсъците и износването щяха да оформят повърхността на астероиди като Психея оттогава. „Не е ясно как биха могли да изглеждат сега“, каза Абрахамс.
Но все пак може да има някои признаци на тези феро-вулкани. Възможно е да има вариации в цвета на материала на повърхността. Възможно е дори да има някакви вулканични отвори. Но не очаквайте никакви лавови шишарки.
Мисията на Psyche не е строго в намирането на доказателства за вулканична активност; тя има и други научни цели. Всъщност според Ниммо най-доброто място за намиране на доказателство за феро-вулканична активност на астероиди като Психея може да е в метални астероиди тук, на Земята.
„Има много от тези метални метеорити и сега, когато знаем какво търсим, може да открием доказателства за вулканизъм в тях“, каза Ниммо. „Ако материалът изригна на повърхността, той ще се охлади много бързо, което би се отразило в състава на метеорита. И може да има дупки в него, изтичащи от изтичане на газ. "
Двойката учени представи тези резултати на неотдавнашна конференция за лунна и планетна наука и установи, че друг изследователски екип е стигнал до същото заключение. Резюме на резултатите от този екип е тук.
Това са интересни резултати, отчасти заради картината, която рисуват. Планезимална или протопланета, пътуваща през древната Слънчева система, претърпява катастрофален сблъсък. Повърхността се отстранява, оставяйки само разтопена сърцевина. Повърхността се охлажда, улавяйки разтопеното ядро отдолу, само за да избяга във феро-вулкани, тъй като стресовете принуждават пукнатини в повърхността.
„Това не е шокираща идея, но просто никога не сме мислили за железен вулканизъм, така че е нещо ново и интересно да се изследва“, каза Авраамс.
Мисията на НАСА „Психея“ е планирана да стартира през 2022 г. През 2026 г. тя ще пристигне в Психея, след което ще прекара 21 месеца в орбита на астероида, картографирайки повърхностните му характеристики и изучавайки другите му свойства. Космическият кораб ще включва няколко инструмента:
- Мултиспектрален образ
- Гама Рей и Нейтрон Спектрометър
- магнитометър
- X-Band Gravity Science Research
Мисията Psyche ще тества и нова система за лазерна комуникация, наречена Deep Space Optical Communication (DSOC.)
Източници:
- Прессъобщение: Железни вулкани може да са избухнали върху метални астероиди
- Документ за изследване: Фероволканизъм: Железен вулканизъм върху метални астероиди
- Преглед на мисията на НАСА за психиката
