Představte si čas v minulosti Sluneční soustavy, kde asteroidy nebyly pevné kameny, ale kuličky roztaveného železa. Zní to divně, ale to se mohlo stát. A za správných podmínek by některé z těchto asteroidů pučely sopky. Jeden z těchto asteroidů, Psyche, je cílem mise NASA.
To je závěr, ke kterému vědci z University of Santa Cruz přišli v nové studii, která bude brzy zveřejněna v Geophysical Research Letters.
Vědci jsou Francis Nimmo, profesor Země a planetárních věd na University of California, Santa Cruz (UCSC) a postgraduální student Jacob Abrahams. Pustili se do tohoto výzkumu kvůli plánům NASA vyslat kosmickou loď do asteroidu Psyche. Psyche je jedinečný asteroid; Nejen, že je to největší asteroid v naší Sluneční soustavě, ale zdá se, že je to exponované železné a niklové jádro rané planety.
V chaosu rané sluneční soustavy se kousky skály srazily a někdy se spojily. Postupem času tvořili větší a větší kusy, které se nakonec formovaly do skalnatých planet. Na plně tvarovaných planetách, jako je Země, je železné a niklové jádro pohřbeno pod křemičitanovou kůrou. Je to stejné na všech pozemských planetách a měsících a na většině asteroidů.
Ale některé planetesimály by utrpěly katastrofické srážky a jejich vnější vrstvy by byly odstraněny, čímž by zůstalo exponované jádro bohaté na roztavené železo. Toto jádro by se ochladilo v chladných teplotách v prostoru, přičemž povrch pravděpodobně ztuhne jako první. To je to, co si myslí, že se stalo Psyche.
"Jednoho dne se ke mně otočil a řekl:" Myslím, že tyto věci propuknou. ""
Profesor Francis Nimmo, UCSC Země a planetární vědy.
Před misí NASA na Psyche se Nimmo začal zajímat o kovové asteroidy. Zajímal se o jejich složení a o tom, jaké stopy k tomuto složení by mohly poskytnout meteority zde na Zemi. Měl postgraduálního studenta Jacoba Abrahamse provozovat některé modely toho, jak se asteroidy formovaly a chladily.
Ukázalo se, že alespoň některé z těchto asteroidů by zažily sopečné erupce roztaveného železa.
"Jednoho dne se ke mně otočil a řekl:" Myslím, že tyto věci propuknou, "řekl Nimmo v tiskové zprávě. "Nikdy jsem o tom nepřemýšlel, ale dává to smysl, protože pod hustou krustou je vznášející se kapalina, takže se tekutina chce dostat na vrchol."
Tyto ferro-sopky by nevybuchly na všechny tyto odkryté jádro asteroidů. Museli by být dostatečně masivní, aby se povrch rychle ochladil a ztuhl, zatímco jádro zůstalo roztavené. Ale ne všichni by se tak chovali.
"V některých případech by to vykrystalizovalo ze středu ven a nemělo by sopečnost, ale některé by krystalizovaly shora dolů, takže byste na povrch dostali pevný kovový plech s tekutým kovem," řekl Nimmo.
V těchto kovových asteroidech by ztuhlá kůra stlačila vznášející se roztavené jádro. To by udržovalo roztavené železo zamčené v jádru. Ale postupem času došlo ke změnám v kůře.
Kůra by se ochladila a komprese a chlazení by v kůře vytvořily stresové trhliny a chyby. Roztavené jádro bylo odolnější a bylo by pod tlakem. Jak se tvořily praskliny a chyby, roztavené železo by uniklo a vytvořilo by ferro-sopky.
"... nic jako husté, viskózní lávové proudy, které vidíte na Havaji."
Profesor Francis Nimmo, UCSC Země a planetární vědy.
Nevíme, jak přesně by tyto ferro-sopky vypadaly. Ale podle obou vědců existuje alespoň několik možností. velmi závisí na složení roztavené horniny.
"Jestli je to většinou čisté železo, pak byste měli erupce povrchových toků o nízké viskozitě rozprostřených v tenkých listech, takže nic jako tlusté, viskózní lávové proudy, které vidíte na Havaji," řekl Abrahams. "V opačném případě, pokud jsou v sobě přimíchány lehké prvky a plyny, které se rychle rozšiřují, můžete mít výbušnou sopečnost, která by mohla zanechat jámy na povrchu."
Je nepravděpodobné, že by psychologická mise NASA byla schopna vidět jakýkoli jasný důkaz tohoto ferro-vulkanismu. Všechno se to stalo před miliardami let a kolize a opotřebení by od té doby tvarovaly povrch asteroidů, jako je Psyche. "Není jasné, jak by teď vypadali," řekl Abrahams.
Ale stále mohou existovat nějaké známky těchto ferro-sopek. Mohlo by dojít ke změnám barvy materiálu na povrchu. Mohou dokonce existovat nějaké sopečné průduchy. Neočekávejte však žádné lávové šišky.
Mise Psyche se netýká pouze hledání důkazů o sopečné činnosti; má jiné vědecké cíle. Ve skutečnosti, podle Nimmo, nejlepším místem, kde lze najít důkaz o feros vulkanické činnosti na asteroidech, jako je Psyche, by mohly být kovové asteroidy zde na Zemi.
"Existuje spousta těchto kovových meteoritů a nyní, když víme, co hledáme, bychom v nich mohli najít důkaz vulkanismu," řekl Nimmo. "Pokud by se materiál dostal na povrch, ochladilo by to velmi rychle, což by se odrazilo ve složení meteoritu." A mohl by v něm zůstat díry unikající plyn. “
Dvojice vědců představila tyto výsledky na nedávné Lunární a planetární vědecké konferenci a zjistila, že jiný výzkumný tým dospěl ke stejnému závěru. Abstrakt výsledků tohoto týmu je zde.
Jedná se o zajímavé výsledky, částečně kvůli obrázku, který vykreslují. Planetesimální neboli proto-planeta, která prochází starou sluneční soustavou, podléhá katastrofické kolizi. Povrch je odizolován a zanechává pouze roztavené jádro. Povrch se ochlazuje a zachycuje roztavené jádro pod ním, aby unikl ve sopkách, protože napětí způsobuje praskliny na povrchu.
"Nejedná se o šokující nápad, ale nikdy jsme o železném vulkanismu nikdy nepřemýšleli, takže je něco nového a zajímavého prozkoumat," řekl Abrahams.
Mise NASA Psyche má být zahájena v roce 2022. V roce 2026 dorazí k Psyche, poté stráví 21 měsíců obíháním asteroidu, mapováním jeho povrchových prvků a studováním jeho dalších vlastností. Kosmická loď bude zahrnovat několik nástrojů:
- Multispectral Imager
- Gama paprsek a neutronový spektrometr
- Magnetometr
- X-Band Gravity Science Investigation
Mise Psyche také otestuje nový laserový komunikační systém s názvem Deep Space Optical Communication (DSOC.)
Zdroje:
- Tisková zpráva: Na kovových asteroidech mohly propuknout železné sopky
- Výzkumný článek: Ferrovolcanismus: Železný vulkanismus na kovových asteroidech
- Přehled psychologických misí NASA
