Уявіть собі час у минулому Сонячної системи, коли астероїди були не твердою скелею, а краплями розплавленого заліза. Це звучить дивно, але це могло бути так. І в правильних умовах деякі з цих астероїдів проросли б вулкани. Один з таких астероїдів, Психея, - це призначення для місії NASA.
Це висновок про те, що вчені з університету Санта-Крус незабаром опублікували в новому дослідженні, яке було опубліковане в «Геофізичних дослідницьких листах».
Вчені - Френсіс Німмо, професор наук про Землю та планети в Каліфорнійському університеті, Санта-Крус (UCSC) та аспірант Якоб Абрахамс. Вони взялися за це дослідження через плани НАСА відправити космічний апарат на астероїд Психею. Психея - це унікальний астероїд; це не тільки найбільший астероїд у нашій Сонячній системі, але, здається, це оголене залізо та нікелеве ядро ранньої планети.
У хаосі ранньої Сонячної системи шматки скель стикалися, а іноді й поєднувалися. З часом вони утворювали все більші та більші шматки, які з часом формувалися на скелясті планети. На повністю сформованих планетах, таких як Земля, ядро заліза та нікелю поховано під силікатною корою. Це так само на всіх земних планетах і місяцях, і на більшості астероїдів.
Але деякі пластематичні тварини зазнали б катастрофічних зіткнень, і їх зовнішні шари були б відірвані, залишивши оголене розплавлене багате залізом серцевина. Це ядро охололо б при холодних температурах у просторі, і поверхня, швидше за все, застигне. Це те, що вони думають, сталося з Психікою.
"Одного разу він звернувся до мене і сказав:" Я думаю, що це все вибухне ".
Професор Френсіс Німмо (UCSC Earth and Planetary Sciences).
Напередодні місії НАСА в Психеї Німмо зацікавився металевими астероїдами. Його цікавив їхній склад і які підказки до цього складу могли б надати метеорити тут, на Землі. У нього аспірант Якоб Авраамс запустив кілька моделей того, як астероїди утворювались і охолоджувались.
Виявляється, принаймні деякі з цих астероїдів зазнали б виверження вулканів розплавленого заліза.
"Одного разу він звернувся до мене і сказав:" Я думаю, що це все вибухне ", - заявив Німмо в прес-релізі. "Я ніколи раніше про це не думав, але це має сенс, тому що у вас жива рідина під щільною скоринкою, тому рідина хоче підійти до верху".
Ці феро-вулкани не виверглися б на всіх цих оголених астероїдах. Вони повинні були бути досить масивними, щоб поверхня швидко охолола і затверділа, а серцевина залишилася розплавленою. Але не всі вони так поводилися б.
"У деяких випадках він викристалізовувався б із центру і не було б вулканізму, але в інших викристалізовувався б зверху вниз, тож ви отримаєте на поверхні твердий аркуш металу з рідким металом", - сказав Німмо.
У цих металевих астероїдах затверділа кора могла б стиснути плавуче розплавлене ядро. Це дозволило б зберегти розплавлене залізо в серцевині. Але з часом на земній корі відбулися б зміни.
Кора охолоне, а стиснення і охолодження призвели до утворення напружених тріщин і розломів в корі. Розплавлене ядро було більш бурхливим і було б під тиском. У міру утворення тріщин і розломів розплавлене залізо втекло, створюючи ферос-вулкани.
"... нічого подібного до густої в'язкої течії лави, яку ви бачите на Гаваї".
Професор Френсіс Німмо (UCSC Earth and Planetary Sciences).
Ми не знаємо, як саме виглядали б ці ферос-вулкани. Але на думку двох дослідників, існує принаймні пара можливостей. багато в чому залежить від складу розплавленої породи.
"Якщо це в основному чисте залізо, то ви мали б виверження поверхневих потоків низької в'язкості, що розтікаються тонкими листами, так що нічого, як товста в'язка лава, що ви бачите на Гаваях", - сказав Абрахамс. "З іншого боку, якщо є легкі елементи, змішані і гази, які швидко розширюються, у вас може виникнути вибухонебезпечний вулканізм, який може залишити ями на поверхні".
Навряд чи місія NASA Psyche зможе побачити явні докази цього феро-вулканізму. Це все сталося мільярди років тому, і зіткнення та зношування формували б поверхню астероїдів, як Психея. "Не ясно, як вони можуть виглядати зараз", - сказав Авраамс.
Але все ж можуть бути деякі ознаки цих феро-вулканів. Можуть бути відмінні кольори матеріалу на поверхні. Навіть можуть бути вулканічні отвори. Але не варто сподіватися на шишки лави.
Місія Psyche полягає не в тому, щоб знайти докази вулканічної активності; вона має інші цілі науки. Насправді, за словами Німмо, найкраще місце для пошуку доказів феровулканічної активності на астероїдах, таких як Психея, може бути в металевих астероїдах тут, на Землі.
"Є багато металевих метеоритів, і тепер, коли ми знаємо, що шукаємо, ми можемо знайти в них докази вулканізму", - сказав Німмо. «Якби матеріал вивернувся на поверхню, він буде охолоджуватися дуже швидко, що відбилося б на складі метеориту. І в ньому можуть залишитися дірки, що випливають з газу. "
Пара вчених представила ці результати на нещодавній конференції з питань місячних і планетарних наук і виявила, що інша дослідницька група дійшла такого ж висновку. Короткий огляд результатів цієї команди знаходиться тут.
Це цікаві результати, почасти через картину, яку вони малюють. Планетична, або протопланета, що подорожує стародавньою Сонячною системою, зазнає катастрофічного зіткнення. Поверхня знімається, залишаючи лише розплавлене серцевину. Поверхня охолоджується, захоплюючи розплавлене серцевину внизу, лише втече в залізо-вулкани, коли напруження примушує тріщини на поверхні.
"Це не шокуюча ідея, але ми раніше ніколи не замислювалися про вулканізм заліза, тож це щось нове і цікаве для дослідження", - сказав Авраамс.
Місія НАСА "Психея" планується запустити в 2022 році. У 2026 році вона прибуде до Психеї, а потім проведе 21 місяць на орбіті астероїда, картографуючи його поверхневі особливості та вивчаючи інші його властивості. Космічний апарат буде включати в себе кілька інструментів:
- Багатоспектральний візуалізатор
- Гамма-Рей та нейтронний спектрометр
- Магнітометр
- X-Band Gravity Science Research
Місія Psyche також перевірить нову лазерну систему зв'язку під назвою Deep Space Optical Communication (DSOC.)
Джерела:
- Прес-реліз: Залізні вулкани можуть вибухнути на металевих астероїдах
- Дослідження: Фероволканізм: вулканізм заліза на металевих астероїдах
- Огляд місії психіки НАСА
