Predstavljajte si čas preteklosti Osončja, ko asteroidi niso bili trdna kamnina, temveč mrki iz staljenega železa. Sliši se čudno, a mogoče je bilo tako. In v pravih pogojih bi nekateri od teh asteroidov pognali vulkane. Eden od teh asteroidov, Psyche, je cilj za NASA-ino misijo.
To je ugotovitev, da so znanstveniki z univerze v Santa Cruzu kmalu pripravili novo študijo, ki bo objavljena v Geofizičnih raziskovalnih pismih.
Znanstveniki so Francis Nimmo, profesor za zemeljske in planetarne vede na kalifornijski univerzi v Santa Cruzu (UCSC) in podiplomski študent Jacob Abrahams. Te raziskave so se lotili zaradi načrtov Nasine, da pošljejo vesoljsko plovilo v asteroid Psyche. Psiha je edinstven asteroid; ne le, da je največji asteroid v našem Osončju, ampak se zdi, da je izpostavljeno jedro železa in niklja zgodnjega planeta.
V kaosu zgodnjega Osončja so se trki kamnov trčili in včasih združili. Sčasoma so tvorili večje in večje kose, ki so se sčasoma oblikovali v skalnate planete. Na popolnoma oblikovanih planetih, kot je Zemlja, sta jedro železa in niklja pokopana pod silikatno skorjo. Enako je na vseh zemeljskih planetih in lunah ter na večini asteroidov.
Toda nekateri platesimalci bi bili deležni katastrofalnih trkov in njihove zunanje plasti bi bile odstranjene, kar bi pustilo izpostavljeno staljeno jedro, bogato z železom. To jedro bi se ohladilo pri hladnih temperaturah v vesolju, pri čemer bi se površina verjetno prej strdila. To se jim zdi Psyche.
"Nekega dne se je obrnil k meni in rekel:" Mislim, da bodo te stvari izbruhnile. "
Profesor Francis Nimmo, UCSC Zemlje in planetarne znanosti.
Preden je Nasina misija v družbi Psyche, se je Nimmo začel zanimati za kovinske asteroide. Zanimala ga je njihova sestava in kakšne namige k tej sestavi bi lahko zagotovili meteoriti tukaj na Zemlji. Diplomirani študent Jacob Abrahams je vodil nekaj modelov, kako so se asteroidi oblikovali in ohladili.
Izkazalo se je, da bi vsaj nekateri od teh asteroidov doživeli vulkanske izbruhe staljenega železa.
"Nekega dne se je obrnil k meni in rekel:" Mislim, da bodo te stvari izbruhnile, "je v sporočilu za javnost dejal Nimmo. "Nikoli prej nisem razmišljal o tem, vendar je smiselno, ker imate bujno tekočino pod gosto skorjo, zato želi tekočina priti na vrh."
Ti fero-vulkani ne bi izbruhnili na vseh teh izpostavljenih osrednjih asteroidih. Morali bi biti dovolj masivni, da se je površina hitro ohladila in strdila, jedro pa je ostalo staljeno. Vendar se ne bi vsi tako obnašali.
"V nekaterih primerih bi kristaliziral od središča navzven in ne bi imel vulkanizma, v nekaterih pa bi kristaliziral od zgoraj navzdol, zato bi na površini dobili trdno pločevino s tekočo kovino," je dejal Nimmo.
V teh kovinskih asteroidih bi strjena skorja stisnila plovna, staljena jedra. Zaradi tega bi se staljeno železo zaprlo v jedro. Toda sčasoma bi se skorje spremenile.
Skorja bi se ohladila, stiskanje in hlajenje pa bi tvorilo stresne razpoke in prelome v skorji. Staljeno jedro je bilo bolj bujno in bi bilo pod pritiskom. Ko bi nastale razpoke in prelomi, bi staljeno železo ušlo in ustvarilo fero-vulkane.
"… Nič podobnega debelim, viskoznim lavastim tokom, ki jih vidite na Havajih."
Profesor Francis Nimmo, UCSC Zemlje in planetarne znanosti.
Ne vemo, kako bi izgledali ti fero-vulkani. Toda po mnenju obeh raziskovalcev obstaja vsaj nekaj možnosti. v veliki meri odvisno od sestave taline.
"Če gre večinoma za čisto železo, bi imeli izbruhi površinskih tokov z nizko viskoznostjo razporejeni v tankih listih, tako da nič podobnega debelim, viskoznim lavam, ki jih vidite na Havajih," je dejal Abrahams. "Na drugi strani, če so vmešani svetlobni elementi in plini, ki se hitro širijo, bi lahko prišlo do eksplozivnega vulkanizma, ki bi na površini lahko pustil jame."
Malo verjetno je, da bo NASA-ina misija Psyche videla jasne dokaze o tem fero-vulkanizmu. Vse se je zgodilo pred milijardami let, trki in obrabe pa bi od takrat oblikovali površino asteroidov, kot je Psyche. "Ni jasno, kako bi lahko izgledali zdaj," je dejal Abrahams.
Vendar lahko še vedno obstajajo znaki teh fero-vulkanov. Na površini lahko obstajajo razlike v barvi materiala. Morda je celo nekaj vulkanskih zračnikov. Ne pričakujte pa nobenih stožcev lave.
Misija Psyche ni izključno v iskanju dokazov o vulkanski aktivnosti; ima druge cilje znanosti. Dejansko je po mnenju Nimmo najboljše mesto za iskanje dokaza fero-vulkanske aktivnosti na asteroidih, kot je Psyche, morda kovinski asteroidi tukaj na Zemlji.
"Teh kovinskih meteoritov je veliko in zdaj, ko vemo, kaj iščemo, bi lahko v njih našli dokaze o vulkanizmu," je dejal Nimmo. »Če bi material izbruhnil na površino, bi se ohlajal zelo hitro, kar bi se odrazilo na sestavi meteorita. In lahko ima luknje v ustih, ki uhajajo iz plina. "
Par znanstvenikov je te rezultate predstavil na nedavni konferenci o lunarni in planetarni znanosti in ugotovil, da je enaka ugotovitev prišla tudi druga raziskovalna skupina. Povzetek rezultatov te ekipe je tu.
To so zanimivi rezultati, deloma tudi zaradi slike, ki jo slikajo. Platesimalni, ali proto-planet, ki potuje po starodavnem Osončju, je podvržen katastrofalnemu trku. Površina se odstrani, tako da ostane le staljeno jedro. Površina se ohladi in pod njo ujame staljeno jedro, le da pobegne v fero-vulkane, ko stresi silijo razpoke na površini.
"To ni šokantna ideja, ampak o železnem vulkanizmu še nikoli nismo razmišljali, zato je nekaj novega in zanimivega za raziskovanje," je dejal Abrahams.
Nasina misija Psyche naj bi se začela leta 2022. Leta 2026 bo prispela v Psyche, nato pa bo 21 mesecev krožila v orbiti z asteroidom, preslikala njegove površinske značilnosti in preučila njegove druge lastnosti. Vesoljsko plovilo bo vsebovalo več instrumentov:
- Multispektralni imager
- Gama Ray in nevtronski spektrometer
- Magnetometer
- X-Band Gravity Science Research
Misija Psyche bo preizkusila tudi nov laserski komunikacijski sistem, imenovan Deep Space Optical Communication (DSOC.)
Viri:
- Sporočilo za javnost: Na kovinskih asteroidih so morda izbruhnili železni vulkani
- Raziskovalni članek: Ferovolkanizem: železni vulkanizem na kovinskih asteroidih
- Pregled misije NASA Psyche
