Ученые уже почти два столетия изучают астероид (16) Психея, однако до сих пор не могут прийти к единому мнению о его природе. Этот объект, который занимает десятое место по величине в главном поясе астероидов между Марсом и Юпитером, является крупнейшим из известных «металлических» астероидов, его диаметр составляет 225 км.
В 2029 году к нему отправится миссия NASA под названием Psyche, которая должна раскрыть его секреты, как сообщает Phys.org.
Значение Психеи
Термин «металлический» в отношении этого астероида может подразумевать несколько различных историй его происхождения. Возможно, это остаток строительного блока ранней планеты, который пережил катастрофические столкновения, или же фрагмент тела, которое успело разделиться на ядро и мантию, но затем потеряло свою каменную оболочку. Существуют и другие гипотезы: Психея могла изначально содержать много металла либо превратиться в смесь металла и камня в результате многократных ударов. То, какая из этих версий верна, имеет решающее значение для нашего понимания формирования и разрушения планет в ранней Солнечной системе.
Кратер как источник информации
Исследователи из Университета Аризоны в США подошли к разгадке с неожиданной стороны, обратив внимание на крупную ударную структуру на северном полюсе Психеи. Их логика заключается в том, что крупные удары «выкапывают» материал из глубины, поэтому изучение оставшегося на поверхности вещества может дать представление о внутреннем строении астероида. Планетолог Намья Байджал отмечает, что моделирование процесса формирования кратера позволяет делать проверяемые прогнозы о составе астероида, которые позже будут сопоставлены с реальными измерениями, когда космический аппарат достигнет цели.
В ходе компьютерных симуляций команда обнаружила важный фактор, который часто упускается из виду — пористость, то есть наличие пустот и трещин в теле астероида. Именно она влияет на то, как распределяется энергия удара и какой формы остаётся кратер. Если тело пористое, оно легче сминается, гасит удар более эффективно и формирует более глубокие и крутые кратеры, при этом выбрасывая меньше материала наружу. Сравнив эти характеристики с реальными наблюдениями, ученые смогут различить слоистую структуру от перемешанной.
Сценарии и прогнозы
Исследователи проверили два основных сценария. Первый предполагает слоистое строение: металлическое ядро и тонкая каменная мантия, которая обнажилась в результате сильного столкновения. Второй сценарий представляет собой однородную смесь металла и силикатов, возникшую в результате еще более катастрофического события, перемешавшего все внутренние материалы.
Расчеты показали, что кратер диаметром около 48 км и глубиной примерно 5 км мог образоваться при столкновении с космическим телом размером около 5 км. Интересно, что образование такого кратера согласуется с обоими сценариями, хотя различия проявляются в более тонких деталях — форме, рисунке выбросов и степени уплотнения внутренних слоев.
Космический аппарат Psyche будет оснащен приборами для анализа поверхности, гравитационного и магнитного полей, а также химического состава. Новые симуляции предоставляют команде ориентиры для наблюдений, включая ожидаемые вариации плотности, вызванные ударами, и распределение обломков, богатых металлом, на поверхности.
Когда аппарат достигнет своей цели, геохимики, геологи и специалисты по моделированию объединят свои усилия. Благодаря новым исследованиям у них будут заранее подготовленные прогнозы, что позволит быстрее понять, что собой представляет Психея: обнаженное ядро древней планеты или необычная смесь, сформированная в результате бесчисленных космических столкновений.