Астероид (16) Психея является крупнейшим металлическим астероидом или астероидом класса М в Солнечной системе и местом назначения миссии NASA Psyche, которая должна быть запущена в 2022-м году. Но как же будет выглядеть этот мир и какова причина его появления – вопрос дискуссионный, для которого и подготовлен удивительный сценарий – возможно это мир, в котором извергалась железная лава, явление, известное как ферровулканизм. Новое исследование даёт убедительные доказательства присутствия “железных” вулканов на поверхности Психеи.
Астероид номер 16 пояса астероидов был открыт в 1852 году итальянским астрономом Аннибале де Гаспарисом и назван в честь Психеи — олицетворения души в древнегреческой мифологии. Это очень необычный астероид. Он сильно отличается от своих соседей — тысяч других малых небесных тел пояса астероидов. Астероид Психея относится к малоизученному спектральному классу М — это астероиды, практически полностью состоящие из металлов. Психея занимает 11-е место среди самых массивных астероидов главного пояса.
Владислав Стрекопытов, Астероид Психея
Maxar / ASU / P. Rubin / NASA / JPL-Caltech
Присутствие железа на поверхности Психеи, которое недавно подтвердило другое исследование, первоначально заставило астрономов предположить, что астероид является фрагментом ядра протопланеты, обнаруженным после столкновений с другими объектами. Однако недавние измерения показали, что общая плотность астероида на удивление низка, что позволяет предположить, что Психея может быть очень пористым телом или просто конгломератом небольших обломков.
В своём новом исследовании Майкл Шепард (Bloomsburg University) и его коллеги проанализировали особенности поверхности Психеи и уточнили измерения её размера и формы. Команда Шепарда также изучила альбедо Психеи ( характеристика отражательной способности поверхности). В первой составленной карте альбедо Психеи исследователи показали, что области с высоким коэффициентом отражения света совпадают с областями с высокой радиолокационно-отражательной способностью. Эта корреляция, утверждают авторы, ещё больше усиливает доводы в пользу ферровулканизма.
Форма
Команда Шепарда использовала данные полученные радиообсерваторией ALMA и комплексом VLT в Чили, обсерваторией Кека на Гавайях и работы астрономов-любителей, для составления новой 3D-модели астероида. Полученная модель не сильно отличалась от результатов предыдущих исследований – диаметр астероида составил 278 км. Размер в сочетании с приблизительной массой Психеи приводит к общей плотности всего 4 грамма на кубический сантиметр – что намного меньше ожидаемого.
Шепард и др.
В 2019-м году Брэндон Джонсон (Purdue University) и его коллеги предложили что именно ферровулканизмом можно объяснить низкую плотность. Сера, смешанная с железом в ядре астероида, могла вызвать выброс металлического расплава на поверхность. Эта теория, утверждает Шепард, является наиболее вероятной моделью, учитывая результаты их нового исследования.
Если остывающее металлическое ядро содержит немного камня и серы, то оно запечатывается под каменистой, а не железной коркой, объясняет ученый. При дальнейшем охлаждении карманы в недрах астероида, обогащенные жидким железом с растворенной в нем серой, затвердевали бы медленнее, чем окружающие каменистые породы, становились бы более плавучими и начинали бы пробираться наверх объекта, в некоторых местах пробиваясь через поверхность.
На астероидах предположили существование “железных вулканов”
Шепард также оценил вероятность того, что каждый элемент поверхности в их новой модели является подлинным, а не просто артефактом их моделирования. Объекты, названные Bravo, Charlie, Eros и Panthia, скорее всего, являются кратерами или впадинами на поверхности Психеи, так как они проявлялись в многочисленных наблюдениях и исследованиях. Panthia, в частности, отображает характеристики ударного кратера и является областью с высокой отражательной способностью.
Блеск
В результате радиолокационного исследования была обнаружена довольно высокая плотность поверхности Психеи, не смотря на низкую общую, что говорит о присутствии металлов. А в таких областях как Panthia можно уже говорить не только о присутствии металлов, но и о их залежах в большом количестве. Подобные районы и могут быть источниками извержения ферровулканов.
Шепард и др.
Наиболее убедительным доказательством наличия ферровулканизма является тот факт, что области с высокой радиолокационно-отражательной способностью отражают также и видимый свет. Столкновения с другими телами могут создавать локальные участки поверхности с высоким альбедо, но лишь одно пятно с высокой радиолокационно-отражательной способностью совпадает с таким участком (Panthia). Пока не совсем понятно, каким образом столкновения могут превращать груду валунов в отражающие видимый свет обогащённые тяжёлыми металлами области. С другой стороны, продукты ферровулканической деятельности, вроде мелкозернистых силикатов или пластов железа, будут отражать как в видимом, так и в радиодиапазоне.
Аппарат NASA Psyche достигнет астероид в 2026-м году, ну а к этому времени обязательно возникнут как новые вопросы так и новые теории, на которые ответит эта удивительная миссия.