Zamislite jedno vrijeme u prošlosti Sunčevog sustava u kojem asteroidi nisu bili čvrsta stijena, već mrlje od rastaljenog željeza. Zvuči čudno, ali to je možda bio slučaj. I u pravim bi uvjetima neki od tih asteroida proklijali vulkani. Jedan od tih asteroida, Psyche, je odredište za NASA-ino misiju.
To je zaključak da su znanstvenici sa Sveučilišta u Santa Cruzu došli do nove studije koja će uskoro biti objavljena u Geophysical Research Letters.
Znanstvenici su Francis Nimmo, profesor planetarnih znanosti o Sveučilištu u Kaliforniji, Santa Cruz (UCSC) i student poslijediplomskog studija Jacob Abrahams. Krenuli su u to istraživanje zbog NASA-inog planova koji je poslao svemirsku letjelicu na asteroid Psyche. Psiha je jedinstveni asteroid; ne samo da je najveći asteroid u našem Sunčevom sustavu, već izgleda da je izložena jezgra željeza i nikla u ranom planetu.
U kaosu ranog Sunčevog sustava sudarali su se komadi stijena i ponekad se kombinirali. S vremenom su formirali sve veće i veće komade koji su se s vremenom formirali u kamenite planete. Na potpuno oblikovanim planetima poput Zemlje jezgra željeza i nikla pokopana je ispod silikatne kore. Isto je na svim zemaljskim planetima i mjesecima, kao i na većini asteroida.
No, neki bi planetišani pretrpjeli katastrofalne sudare, a njihovi bi se vanjski slojevi oduzeli, ostavljajući izloženu jezgru bogatu željezom. Ta se jezgra ohladila na hladnim temperaturama u prostoru, pri čemu će se površina najvjerojatnije prvo očvrsnuti. To je ono što oni misle da se dogodilo Psycheu.
"Jednog dana okrenuo se prema meni i rekao:" Mislim da će ove stvari izbiti ".
Profesor Francis Nimmo, Sveučilišni i planetarne znanosti.
Uoči NASA-ine misije na Psyche, Nimmo se zainteresirao za metalne asteroide. Zanimao ga je njihov sastav i koji tragovi o tom sastavu mogu pružiti meteoriti ovdje na Zemlji. Diplomirani student Jacob Abrahams vodio je neke modele kako se asteroidi tvore i hlade.
Ispada da bi barem neki od tih asteroida doživio vulkanske erupcije rastaljenog željeza.
"Jednog dana okrenuo se prema meni i rekao:" Mislim da će ove stvari izbiti ", rekao je Nimmo u priopćenju. "Nikada prije nisam razmišljao o tome, ali ima smisla, jer imate gustu tekućinu ispod guste kore, pa tekućina želi doći do vrha."
Ti fero-vulkani ne bi izbili na svim tim izloženim jezgrama asteroida. Morali bi biti dovoljno masivni da se površina brzo ohladila i očvrsnula, dok je jezgra ostala istopljena. Ali ne bi se svi tako ponašali.
"U nekim bi se slučajevima kristalizirao iz centra i ne bi imao vulkanizam, ali neki bi kristalizirali odozgo prema gore, tako da biste ispod površine dobili čvrsti lim metala s tekućim metalom", rekao je Nimmo.
U tim metalnim asteroidima, očvrsnuta kora stisnula bi plutajuću, istopljenu jezgru. To bi ostavilo rastopljeno željezo zaključano u jezgri. Ali s vremenom bi se dogodile promjene u kore.
Kora bi se ohladila, a kompresija i hlađenje stvorili bi pukotine i kvarove u kore. Rastaljena jezgra bila je sve jača i bila bi pod pritiskom. Kako su se pojavile pukotine i kvarovi, rastaljeno željezo bi pobjeglo, stvarajući fero-vulkane.
"... ništa poput guste, viskozne lave koja teče na Havajima."
Profesor Francis Nimmo, Sveučilišni i planetarne znanosti.
Ne znamo kako bi tačno izgledali ti fero-vulkani. Ali prema dvojici istraživača, postoji barem nekoliko mogućnosti. u velikoj mjeri ovisno o sastavu rastopljene stijene.
"Ako je to uglavnom čisto željezo, imali biste erupcije površinskih tokova niske viskoznosti koji se šire u tankim listovima, tako da ništa poput debelih, viskoznih tokova lave koje vidite na Havajima", rekao je Abrahams. "S druge strane, ako se u njih umiješaju svjetlosni elementi i plinovi koji se brzo šire, mogli biste imati eksplozivni vulkanizam koji bi mogao ostaviti jame na površini."
Malo je vjerojatno da će NASA-ina misija Psyche moći vidjeti bilo kakav jasan dokaz ovog fero-vulkanizma. Sve se to dogodilo prije milijarde godina, a sudara i habanja oblikovali bi površinu asteroida poput Psihe od tada. "Nije jasno kako bi sada mogli izgledati", rekao je Abrahams.
Ali još uvijek mogu biti znakovi ovih fero-vulkana. Mogle su postojati varijacije u boji materijala na površini. Možda postoje čak i neki vulkanski otvori. Ali nemojte očekivati nikakve češljeve lave.
Misija Psyche nije isključivo u pronalaženju dokaza o vulkanskoj aktivnosti; ima druge ciljeve znanosti. Zapravo, prema Nimmo-u, najbolje mjesto za pronalaženje dokaza fero-vulkanske aktivnosti na asteroidima poput Psychea moglo bi biti u metalnim asteroidima ovdje na Zemlji.
"Ima puno ovih metalnih meteorita i sada kada znamo što tražimo, možda ćemo u njima pronaći dokaze o vulkanu", rekao je Nimmo. „Ako bi materijal izbio na površinu, ohladio bi se vrlo brzo, što bi se odrazilo na sastav meteorita. I možda bi u njemu ostale rupe koje bi mogle pobjeći iz plina. "
Par znanstvenika predstavio je te rezultate na nedavnoj Lunarnoj i Planetarnoj znanstvenoj konferenciji i otkrili da je drugi istraživački tim došao do istog zaključka. Sažetak rezultata tog tima nalazi se ovdje.
Ovo su zanimljivi rezultati, dijelom i zbog slike koju slikaju. Planetični, ili proto-planet, koji putuje drevnim Sunčevim sustavom, podvrgava se katastrofalnom sudaru. Površina se oduzima, ostavljajući samo istopljeno jezgro. Površina se hladi, zarobljavajući rastaljenu jezgru ispod, samo da bi uspjela u fero-vulkanima dok naponi prisiljavaju pukotine na površini.
"To nije šokantna ideja, ali nikada prije nismo razmišljali o vulkanu željeza, pa je nešto novo i zanimljivo istražiti", rekao je Abrahams.
Nasina misija Psyche trebala bi se pokrenuti 2022. Godine 2026. ona će stići u Psyche, a zatim će provesti 21 mjesec u orbiti oko asteroida, preslikavajući njegove površinske značajke i proučavajući njegova druga svojstva. Svemirski brod uključuje nekoliko instrumenata:
- Multispektralni preslikač
- Gama Ray i Neutron spektrometar
- magnetometar
- X-Band Gravity Science Research
Misija Psyche testirat će i novi laserski komunikacijski sustav nazvan Deep Space Optical Communication (DSOC.)
Izvori:
- Priopćenje za javnost: Na metalnim asteroidima možda su izbili željezni vulkani
- Istraživački rad: Ferovolkanizam: Vulkanizam željeza na metalnim asteroidima
- Pregled misije NASA-ine psihe
