12月 7, 2022

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天文学者は、これまでに小惑星の金属の魂の最も詳細な地図を発表しました

太陽系の法医学的研究を行いたい場合は、メインに向かうことができます 小惑星 ベルトの間 火星 そしてその 木星。 これは、太陽系の初期の古代の岩を見つけることができる場所です。 太陽から遠く離れた宇宙の冷たい空間では、小惑星は宇宙の天気の影響をほとんど受けません。

天文学者は、小惑星(および地球に落下する隕石の破片)を、それらが保持する証拠のためにタイムカプセルと呼ぶことがあります。

小惑星プシュケは特に興味深いものであり、NASAは珍しい岩片を調査する任務を送ります。

このミッションの前に、研究者のチームは、一連の望遠鏡からのプシュケの観測を組み合わせて、小惑星の表面の地図を設計しました。

天文学者は小惑星を3つのカテゴリーに分けます。 炭素質またはC型小惑星が最も一般的なタイプです。 それらは既知の小惑星の約75%を構成し、大量の炭素を含んでいます。 炭素はそれらを暗くし、それらは低いアルベドを持っています。

シリカまたはS型小惑星は2番目に一般的なタイプです。 それらは既知の小惑星の約17%を構成し、主に鉄とケイ酸マグネシウムでできています。

金属またはM型小惑星は、すべての小惑星の中で最も希少であり、すべての既知の小惑星の約8パーセントを占めています。 それは他のタイプの小惑星より多くの鉱物を含んでいるように見えます、そして科学者はそれが鉄隕石の源であると信じています 地面に落ちる。 M型隕石は、人類の歴史上最も古い鉄源の1つでした。

プシケ(16プシケ)はM型小惑星で、直径が約220 km(140マイル)なので準惑星とも呼ばれます。 発見された16番目の小惑星であったため、16プシケと呼ばれています。 (プシュケのような大きな小惑星は小惑星としても知られています。)

((NASA/JPL-カリフォルニア工科大学/アリゾナ州立大学)。

プシュケは、鉄とニッケルが豊富に含まれているため、「金鉱小惑星」と呼ばれることもあります。 はっきりしているとはいえ、金が豊富だとは誰も考えていません。

Psycheのビジュアルはあまり教えてくれません。 ヨーロッパ南天天文台のVLTは小惑星の写真をいくつか撮りましたが、詳細は明らかにされていません。

サイケの歴史は不確実性の歴史です。 長い間、天文学者はそれがはるかに大きな物体の露出した鉄の芯であると考えていました。 この仮説では、強い衝突または一連の衝突により、体の地殻とマントルが剥ぎ取られました。

大きな物体は完全に識別可能で、直径は約500キロメートル(310マイル)でした。 地殻とマントルがなくなったので、鉄分が豊富なコアだけが残りました。

このアイデアは時間の経過とともにあまり注目されなくなり、天文学者はそれに気づき続けました。 証拠は、それが固体鉄であり、おそらく多孔性であるのに十分な密度ではなかったことを示した。

他の研究者は、プシュケが何らかの形で破壊され、鉱物とケイ酸塩の混合物として再構成されたと示唆しています。 ある研究が示した そのプシュケは思ったほどミネラルが豊富ではなく、瓦礫の山以上のものです。 このシナリオでは、より一般的なタイプCの小惑星との衝突により、プシュケの表面に炭素やその他の物質の層が堆積しました。

プシュケの起源の背後にある最も風変わりな考えは、鉄の火山の概念です。 a 2019年の研究は証拠を提供しました あの佐伯はかつて融点だった。 このシナリオでは、外層が冷却されて応力亀裂が形成され、浮遊する溶融コアが鉄の火山として噴火しました。

プシュケが何であるかを確実に知る唯一の方法は、それを見に行くことです。 これはNASAが行うことです。

ミッションはプシュケと呼ばれ、2022年の秋に打ち上げられる予定です。宇宙船は2026年にプシュケに到達するために、太陽と電気の推進力と火星との重力操作に依存します。

小惑星の研究には21か月かかり、4つの別々の軌道経路をたどり、それぞれの連続する経路は前の経路よりも近くなります。

プシュケ小惑星の近くのプシュケプローブのイラスト。 ((NASA/JPL-カリフォルニア工科大学/アリゾナ州立大学)。

小惑星に近づくにつれて、さまざまな科学的目標に焦点を合わせます。

研究者のチームは、ミッションの準備を支援するために、プシュケの表面の新しいマップを作成しました。

この地図は、 Journal of Geophysical Research:Planets。 アドレスは “小惑星(16)の超能力者の不均一な表面、また、筆頭著者は、MITの地球大気惑星科学部(EAPS)のSaverioCambioniです。

「プシュケの表面は非常に不均一です」とカンビオーニ 彼は言った プレスリリースで。 「それは洗練された表面であり、これらの地図は、金属が豊富な小惑星が興味深く、神秘的な世界であることを確認しています。それは、プシュケの小惑星に行く使命を楽しみにするもう一つの理由です。」

この研究では、著者は 大型アタカマグループミリメートル/メートル (ALMA)16人の超能力者をよりよく見るために。 ALMAは、66本の高解像度アンテナで構成される電波望遠鏡です。 別々のアンテナは一緒に高解像度干渉計として機能します。

ALMAは、Psycheの表面の材料の温度といくつかの電気的特性に敏感な波長で動作します。

「ALMAアンテナの信号は、直径16 km(10マイル)の望遠鏡に相当する人工信号に組み合わせることができます。」 彼は言った カリフォルニア工科大学の惑星科学と天文学の助教授であるCatherinedeClareの共著者。 「望遠鏡が大きいほど、解像度は高くなります。」

新しいマップは、2種類の測定に基づいています。 1つは 熱慣性、これは物質がその環境温度に到達するのにかかる時間です。 熱慣性が大きいほど、時間がかかります。

2番目は 誘電率。 誘電率は、材料が熱、電気、または音をどの程度伝導するかを表します。 誘電率の低い材料は性能が低く、優れた絶縁体であり、その逆も同様です。

研究者は、ALMAによる熱慣性と誘電率の観察を行い、何百ものシミュレーションを実行して、どの材料の組み合わせがそれらを説明できるかを確認しました。 「これらのシミュレーションを地域ごとに実行して、表面特性の違いを特定できるようにしました」とCambioni氏は述べています。 言う

純鉄の誘電率は無限大です。 Psycheの誘電率を測定することにより、研究者は表面をマッピングし、鉄が最も豊富な領域を特定できます。 鉄は密度が高いため、熱不活性も高くなります。

したがって、熱慣性と誘電率の測定値を組み合わせると、鉄や他の金属が豊富なプシュケに存在する表面領域の良いアイデアが得られます。

研究者たちは、ブラボーゴルフプシュケの独特の機能を呼び出します。 この地域は、高地地域よりも体系的に低い熱慣性を持っています。 ブラボーゴルフ地区は うつ 下の画像の小惑星の主子午線のすぐ右側。

なぜ低高度地域の熱慣性が低いのですか? 他の研究では、この地域もレーダーで明るいことが示されています。 何故ですか? 研究者たちは3つの可能性を考え出しました。

低地は鉱物が豊富である可能性がありますが、粗いレゴリスで覆われた高地と比較して、熱不活性を低減する微細な多孔質クレーターで覆われています。 熱慣性は粒子サイズとともに増加します。 このシナリオでは、細かいレゴリスが低地に集まります。

「小さな小惑星では、きめの細かい物質の水たまりが見られます。それらの重力は十分に低いため、衝撃によって表面が揺れ、より細かい物質が集まります」とCampione氏は述べています。 彼は言った。 「しかし、プシュケは大きな体なので、くぼみの底にきめの細かい物質がたまると、それはかなり面白くて神秘的です。」

2番目の仮説は、低地を覆う表面材料は高地よりも多孔性であるというものです。 熱慣性は、岩石の多孔度が高くなるにつれて減少します。 衝撃破壊は低地をより多孔質にする可能性もあります。

3番目の仮説は、低地には高地よりもケイ酸塩に富む物質が多く含まれており、一部の高地地域よりも誘電率が低いというものです。 アイデアは、ブラボーゴルフのうつ病は、ケイ酸塩に富むコライダーの衝撃によって形成され、ケイ酸塩に富む残骸を残した可能性があるというものです。

一般的に、この研究は、16プシケの表面が多種多様な材料で覆われていることを示しました。 また、小惑星にはミネラルが豊富に含まれていることを示す他の証拠も追加されていますが、ミネラルとケイ酸塩の量は地域によって大きく異なります。

それはまた、小惑星がずっと前にその覆いと地殻を失った別個の体の残骸の核であるかもしれないことを示しています。

「結論として、プシュケは不均一な表面を持つ鉱物が豊富な小惑星であり、鉱物とケイ酸塩の両方を示し、衝撃によって進化したように見えるという証拠を提供します」と著者は述べています。 演繹

Simone Marchiは、サウスウエスト研究所の科学者であり、NASAのサイキミッションの副研究員です。 マルキはこの研究に関与していませんでしたが ハングしました プレスリリースにおけるその重要性について。 「これらのデータは、プシュケの表面が不均一で、組成に著しい違いがあることを示しています。プシュケの使命の主な目標は、ガンマ線、中性子スペクトロメータ、およびカラーイメージャを使用して小惑星の表面の組成を研究することです。組成変動の潜在的な存在心理学チームが熱心に研究しているものです。もっと重要なことです。」

これらの発見をより厳密に確認するのは、NASAのサイキの使命次第です。

しかし、宇宙船をプシュケに送り、それをより詳細に理解することは、プシュケ自身だけではありません。

Psycheが明確な岩石惑星の残りのコアである場合、それは私たちの惑星とどのように明確な体が形成されるかについて何かを明らかにします。 地球の核にあると私たちが期待しているのと同じ軽い元素のいくつかが含まれていますか? 地球の核は、純粋な鉄とニッケルになるほど密度が高くありません。 科学者たちは、硫黄、シリコン、酸素、炭素、水素などの軽い元素が含まれていると信じています。

サイキミッションはまた、小惑星が地球のコアよりも多くのまたはより多くの収縮酸化条件下で形成されたかどうかを決定します。 これにより、原始太陽系星雲と原始惑星系円盤について詳しく知ることができます。

ミネラルが豊富なため、人々はプシュケを金鉱小惑星と呼ぶことがあります。 そのサイズのオブジェクトには膨大な量の鉄が含まれていますが、この値がすぐに達成または到達される可能性は低いです。

しかし、知識が鉄と同じくらい価値がある場合、16サイクはまだ金鉱である可能性があります。

この記事はもともとによって公開されました 今日の宇宙。 読む 原著

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