美国宇航局正在向小行星16心灵发送航天器 - 这可能不是科学家的预期

金属发达国家

这幅艺术家的概念图描绘了小行星普赛克,美国宇航局普赛克任务的目标。来源:美国国家航空航天局/姓名/ ASU

亚利桑那大学的新研究发现,小行星的目标美国国家航空航天局“灵魂”的任务可能不像之前预测的那样金属或密集。

长期以来,被广泛研究的金属小行星普赛克16号一直被认为是太阳系早期未能形成的一颗小行星裸露的铁核。但亚利桑那大学领导的一项新研究表明,这颗小行星可能不像以前认为的那样金属或密度大,并暗示了一个截然不同的起源故事。

科学家对赛克16号感兴趣是因为如果它的起源假设是正确的,它将提供一个近距离研究暴露的行星核心的机会。美国宇航局计划于2022年发射普赛克探测器,并于2026年抵达这颗小行星。

亚利桑那大学的本科生David Cantillo是一篇新论文的主要作者行星科学杂志据推测,普赛克16是由82.5%的金属、7%的低铁辉石和10.5%的碳质球粒陨石组成,这些陨石可能是由其他小行星的撞击产生的。Cantillo和他的合作者估计16赛克的体积密度——也被称为孔隙度,指的是它体内的空间——大约是35%。

美国宇航局普赛克宇宙飞船插图

这幅图绘制于2021年3月,描绘的是美国宇航局的普绪卡宇宙飞船,计划于2022年8月发射到主小行星带,调查普绪卡小行星。来源:美国国家航空航天局/姓名/ ASU

这些估计与过去对16颗赛克的成分分析不同。研究人员曾估计,赛克的金属含量可能高达95%,而且密度更大。

“金属含量和体积密度的下降是有趣的,因为它表明16 Psyche比以前认为的更修正,”Cantillo说。

它并不是一个完整暴露的早期行星的核心,它实际上可能更接近一个碎石堆,类似于另一颗被彻底研究过的小行星——Bennu。亚利桑那大学领导着NASA的科学任务团队OSIRIS-REx他们从“Bennu”的表面取回了一个样本,现在正在返回地球的途中。

坎蒂略说:“将普赛克作为一个瓦砾堆是非常出人意料的,但我们的数据继续显示,尽管它的金属含量很高,但它的密度仍很低。”

小行星普赛克大约和马萨诸塞州一样大,科学家估计它含有大约1%的小行星带物质。1852年,一位意大利天文学家首次发现了这颗小行星,这是迄今为止发现的第16颗小行星。

Cantillo说:“这颗小行星的金属含量比以前认为的要低,这意味着它可能与含有更常见的碳质球粒陨石的小行星发生过碰撞,后者沉积了我们正在观察的表层。”NASA的黎明号宇宙飞船也在灶神星上观察到了这一现象。

小行星普赛克被估计价值1万的千万亿美元(1万美元后面加上15个零),但新发现可能会略微降低这颗富含铁的小行星的价值。

这是第一篇对其表面内容设定特定约束的论文。早些时候的估计是一个良好的开端,但现在的估计进一步细化了这些数字。

另一颗研究得很好的小行星Bennu含有大量的碳质球粒陨石物质,孔隙率超过50%,这是碎石堆的典型特征。

这样的高孔隙率对于相对较小和质量较低的物体来说很常见,比如“Bennu”——它只有帝国大厦那么大——因为一个弱引力场可以防止物体的岩石和巨石被紧紧地挤在一起。但是对于一个16赛姬大小的物体来说,多孔性是不可思议的。

Cantillo说:“研究一个暴露的星子核心的机会极其罕见,这就是为什么他们把宇宙飞船送到那里去的原因。但是我们的工作表明16 Psyche比我们预想的要有趣得多。”

通过分析其表面反射的阳光来完成对16对灵魂组合的估计。光的模式与其他金属物体相匹配。Cantillo和他的合作者改造了16个精神上的岩石或松散的岩石表面材料 - 通过混合在实验室中的不同材料并分析光图案,直到它们与小行星的望远镜观察相匹配。世界上只有少数实验室练习这种技术,包括Uarizona Lunar和行星实验室和Johns Hopkins在马里兰州应用了物理实验室,Cantillo在高中工作。

“我一直对太空感兴趣,”康提略说,他也是亚利桑那大学天文俱乐部的主席。“我知道天文学研究需要大量的电脑和观测,但我更喜欢动手操作,所以我想把我的研究和地质学联系起来。我主修地质学,辅修行星科学和数学。”

“大卫的论文是我们本科生所做的前沿研究工作的一个例子,”研究合著者Vishnu Reddy说,他是行星科学副教授,也是Cantillo工作的实验室负责人。“这也是我实验室本科生、研究生、博士后和工作人员合作努力的一个很好的例子。”

研究人员还认为,普赛克16号行星表面的碳质物质富含水,所以他们下一步的工作是合并来自地面望远镜和航天器任务的数据,以帮助确定存在的水的数量。

参考文献:David C. Cantillo, Vishnu Reddy, Benjamin N. L. Sharkey, Neil A. Pearson, Juan A. Sanchez, Matthew R. M. Izawa, Theodore Kareta, Tanner S. Campbell和Om Chabra, 2021年5月12日,“通过实验室可见近红外光谱限制小行星(16)Psyche的风化层组成”行星科学杂志
DOI: 10.3847 / PSJ / abf63b

资金:美国宇航局近地球对象观察计划

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