Der viel untersuchte metallische Asteroid 16 Psyche galt lange Zeit als freiliegender Eisenkern eines kleinen Planeten, der sich in den frühen Tagen des Sonnensystems nicht bildete. Aber neue Forschungen unter der Leitung der University of Arizona deuten darauf hin, dass der Asteroid möglicherweise nicht so metallisch oder dicht ist, wie bisher angenommen, und weist auf eine ganz andere Entstehungsgeschichte hin.

Wissenschaftler interessieren sich für 16 Psyche, denn wenn seine angeblichen Ursprünge stimmen, würde es die Möglichkeit bieten, einen freigelegten Planetenkern aus der Nähe zu untersuchen. Die NASA soll 2022 ihre Psyche-Mission starten und 2026 den Asteroiden erreichen.

David Cantello, ein Student an der University of Arizona, ist der Hauptautor einer neuen Forschungsarbeit, die in . veröffentlicht wurde Zeitschrift für Planetenwissenschaft Dies deutet darauf hin, dass 16 Psyche zu 82,5% aus Metall, zu 7% aus eisenarmem Pyroxen und 10,5% aus kohlenstoffhaltigem Chondrit besteht, die wahrscheinlich aus Kollisionen mit anderen Asteroiden stammen. Cantillo und seine Mitarbeiter schätzen, dass die Volumendichte von 16 Psyche – auch bekannt als Porosität, die sich auf die Menge an leerem Raum in seinem Körper bezieht – etwa 35% beträgt.

Diese Schätzungen unterscheiden sich von früheren Analysen der Zusammensetzung von 16 Psyche, die Forscher zu der Schätzung veranlassten, dass es bis zu 95 % des Minerals enthalten und dichter sein könnte.

„Diese Abnahme des Mineralgehalts und der Schüttdichte ist interessant, weil sie zeigt, dass 16 Psychen stärker modifiziert sind als bisher angenommen“, sagte Cantelo.

Anstatt der intakte freigelegte Kern eines frühen Planeten zu sein, könnte er tatsächlich eher wie ein Trümmerhaufen sein, ähnlich einem anderen sorgfältig untersuchten Asteroiden – Bennu. UArizona leitet das wissenschaftliche Missionsteam für die OSIRIS-REx-Mission der NASA, bei der eine Probe von der Oberfläche von Bennu geborgen wurde, die jetzt zur Erde zurückkehrt.

„Ein Atemzug als Trümmerhaufen wäre sehr unerwartet, aber unsere Daten zeigen trotz des hohen Mineralgehalts weiterhin Schätzungen einer geringen Dichte“, sagte Cantello.

Asteroid 16 Psyche hat die Größe von Massachusetts und Wissenschaftler schätzen, dass er etwa 1% des gesamten Materials des Asteroidengürtels enthält. Er wurde erstmals 1852 von einem italienischen Astronomen entdeckt und war der 16. Asteroid aller Zeiten.

„Ein niedrigerer Mineralgehalt als bisher angenommen bedeutet, dass der Asteroid möglicherweise mit Asteroiden zusammengestoßen ist, die die häufigeren kohlenstoffhaltigen Chondrite enthalten, die eine Oberflächenschicht abgelagert haben, die wir beobachten“, sagte Cantelo. Dies wurde auch auf dem Asteroiden Vesta von der NASA-Raumsonde Dawn beobachtet.

Asteroid 16 Psyche wurde auf 10.000 Billiarden Dollar geschätzt (10.000 Dollar gefolgt von 15 zusätzlichen Nullen), aber die neuen Erkenntnisse könnten den Wert des eisenreichen Asteroiden leicht unterschätzen.

„Dies ist das erste Papier, das dem Oberflächengehalt einige spezifische Beschränkungen auferlegt“, sagte Cantelo. „Frühere Schätzungen waren ein guter Anfang, aber das verbessert diese Zahlen noch ein bisschen.“

Ein weiterer gut untersuchter Asteroid, Bennu, enthält viel kohlenstoffhaltiges Chondrit und hat eine Porosität von über 50%, ein klassisches Merkmal eines Schutthaufens.

Diese hohe Porosität ist bei relativ kleinen, massearmen Objekten wie Bennu – das so groß ist wie das Empire State Building – üblich, da ein schwaches Gravitationsfeld verhindert, dass die Felsbrocken und Felsbrocken des Objekts zu fest zusammenklumpen. Aber für einen Körper mit 16 Atemzügen, der so porös ist, ist das unerwartet.

„Die Gelegenheit, einen freigelegten Kern von einem kleinen Planeten zu untersuchen, ist äußerst selten, weshalb sie eine Raumschiff-Mission dorthin schicken, aber unsere Arbeit zeigt, dass 16 Psychen interessanter sind als erwartet“, sagte Cantelo.

Frühere Schätzungen der Zusammensetzung von 16 Psyche wurden durch die Analyse des von seiner Oberfläche reflektierten Sonnenlichts gemacht. Passen Sie das Lichtmuster an andere Metallobjekte an. Stattdessen stellten Cantello und seine Kollegen 16 Psyche-Regolith – oder weiches, felsiges Oberflächenmaterial – nach, indem sie verschiedene Materialien im Labor mischten und die Lichtmuster analysierten, bis sie mit den Beobachtungen des Teleskops des Asteroiden übereinstimmten. Nur wenige Labore auf der Welt praktizieren diese Technik, darunter das UArizona Lunar and Planetary Laboratory und das Johns Hopkins Laboratory of Applied Physics in Maryland, wo Cantelo während seiner Schulzeit arbeitete.

„Ich habe mich schon immer für den Weltraum interessiert“, sagte Cantillo, der auch Präsident des UArizona Astronomical Club ist. „Ich wusste, dass Astronomiestudien mit Computern und Beobachtungen belasten würden, aber ich mache gerne mehr praktische Arbeit, also wollte ich mein Studium irgendwie mit der Geologie verbinden. Ich habe Geologie und Planetenwissenschaften und Mathematik als Hauptfach. ”

Davids Aufsatz ist ein Beispiel für seine hochmoderne Forschungsarbeit StudentenDer Co-Autor der Studie, Vishnu Reddy, außerordentlicher Professor für Planetenwissenschaften, der das Labor leitet, in dem Cantillo arbeitet, sagte. Es ist auch ein gutes Beispiel für die Zusammenarbeit zwischen Studenten, Doktoranden, Postdoktoranden und Mitarbeitern in meinem Labor. „

Die Forscher glauben auch, dass das kohlenstoffhaltige Material auf der Oberfläche von 16 Psyche wasserreich ist. Daher werden sie dann daran arbeiten, Daten von bodengestützten Teleskopen und Raumfahrzeugmissionen zu anderen Asteroiden zu kombinieren, um zu bestimmen, wie viel Wasser vorhanden ist.