Asteroid 16 Psyche er måske ikke, hvad forskerne forventede

Den meget undersøgte metalliske asteroide kendt som 16 Psyche blev længe anset for at være den blottede jernkerne på en lille planet, der ikke formåede at dannes i solsystemets tidligste dage. Men ny University of Arizona-ledet forskning tyder på, at asteroiden måske ikke er så metallisk eller tæt, som engang troede, og antyder en meget anderledes oprindelseshistorie.

Forskere er interesserede i 16 Psyche, fordi hvis dens formodede oprindelse er sand, det ville give mulighed for at studere en blotlagt planetkerne på tæt hold. NASA er planlagt til at lancere sin Psyche-mission i 2022 og ankomme til asteroiden i 2026.

UArizona bachelorstuderende David Cantillo er hovedforfatter på et nyt papir udgivet i The Planetary Science Journal der foreslår 16 Psyche er 82,5% metal, 7 % pyroxen med lavt jernindhold og 10,5 % kulstofholdig chondrit, der sandsynligvis blev leveret af nedslag fra andre asteroider. Cantillo og hans samarbejdspartnere vurderer, at 16 Psyches bulkdensitet - også kendt som porøsitet, som refererer til hvor meget tomt rum der findes i dens krop - er omkring 35%.

Disse skøn adskiller sig fra tidligere analyser af 16 Psyches sammensætning, der fik forskere til at vurdere, at den kunne indeholde så meget som 95% metal og være meget tættere.

"Det fald i metallisk indhold og bulkdensitet er interessant, fordi det viser, at 16 Psyche er mere modificeret end tidligere antaget, " sagde Cantillo.

I stedet for at være en intakt udsat kerne af en tidlig planet, det kan faktisk være tættere på en murbrokker, ligner en anden grundigt undersøgt asteroide - Bennu. UArizona leder videnskabsmissionsholdet for NASAs OSIRIS-REx-mission, som hentede en prøve fra Bennus overflade, der nu er på vej tilbage til Jorden.

"Psyke som en murbrokker ville være meget uventet, men vores data viser fortsat lavdensitetsestimater på trods af dets høje metalindhold, " sagde Cantillo.

Asteroide 16 Psyche er omtrent på størrelse med Massachusetts, og forskere vurderer, at det indeholder omkring 1% af alt asteroidebæltemateriale. Første gang opdaget af en italiensk astronom i 1852, det var den 16. asteroide nogensinde opdaget.

"At have et lavere metallisk indhold end engang troede betyder, at asteroiden kunne have været udsat for kollisioner med asteroider indeholdende de mere almindelige kulholdige kondritter, som aflejrede et overfladelag, som vi observerer, " sagde Cantillo. Dette blev også observeret på asteroiden Vesta af NASA Dawn-rumfartøjet.

Asteroid 16 Psyche er blevet anslået til at være værd $10, 000 quadrillion (det er $10, 000 efterfulgt af 15 flere nuller), men de nye fund kunne devaluere den jernrige asteroide en smule.

"Dette er det første papir, der sætter nogle specifikke begrænsninger på dets overfladeindhold. Tidligere estimater var en god start, men dette forfiner de tal lidt mere, " sagde Cantillo.

Den anden velundersøgte asteroide, Bennu, indeholder en masse kulstofholdigt chondritmateriale og har en porøsitet på over 50%, som er en klassisk karakteristik af en murbrokker.

En sådan høj porøsitet er almindelig for relativt små objekter med lav masse såsom Bennu – som kun er så stor som Empire State Building – fordi et svagt gravitationsfelt forhindrer objektets sten og kampesten i at blive pakket for tæt sammen. Men for et objekt på størrelse med 16 Psyche at være så porøst er uventet.

"Muligheden for at studere en udsat kerne af en planetesimal er ekstremt sjælden, det er derfor, de sender rumfartøjsmissionen dertil, " sagde Cantillo, "men vores arbejde viser, at 16 Psyche er meget mere interessant end forventet."

Tidligere vurderinger af 16 Psyches sammensætning blev gjort ved at analysere sollyset, der reflekteres fra dens overflade. Mønstret af lys matchede det af andre metalliske genstande. Cantillo og hans samarbejdspartnere genskabte i stedet 16 Psyches regolit - eller løst stenet overflademateriale - ved at blande forskellige materialer i et laboratorium og analysere lysmønstre, indtil de matchede teleskopobservationer af asteroiden. Der er kun få laboratorier i verden, der praktiserer denne teknik, herunder UArizona Lunar and Planetary Laboratory og Johns Hopkins Applied Physics Laboratory i Maryland, hvor Cantillo arbejdede, mens han gik på gymnasiet.

"Jeg har altid været interesseret i rummet, " sagde Cantillo, som også er præsident for UArizona Astronomy Club. "Jeg vidste, at astronomistudier ville være tunge på computere og observation, men jeg kan godt lide at lave mere praktisk arbejde, så jeg ville på en eller anden måde forbinde mine studier med geologi. Jeg er hovedfag i geologi og minor i planetarisk videnskab og matematik."

"Davids papir er et eksempel på det banebrydende forskningsarbejde udført af vores bachelorstuderende, " sagde studie medforfatter Vishnu Reddy, en lektor i planetariske videnskaber, der leder laboratoriet, hvor Cantillo arbejder. "Det er også et fint eksempel på samarbejdet mellem studerende, kandidatstuderende, postdoc-stipendiater og personale i mit laboratorium."

Forskerne mener også, at det kulholdige materiale på 16 Psyches overflade er rigt på vand, så de vil næste gang arbejde på at flette data fra jordbaserede teleskoper og rumfartøjsmissioner til andre asteroider for at hjælpe med at bestemme mængden af ​​tilstedeværende vand.