PSYCHE โลหะดาวเคราะห์น้อยอาจมีภูเขาไฟหลอมเหลวเหล็ก

Send

ลองจินตนาการถึงเวลาในอดีตของระบบสุริยะที่ซึ่งดาวเคราะห์น้อยไม่ใช่หินแข็ง แต่เป็นเหล็กหลอมเหลว มันฟังดูแปลก แต่ก็อาจเป็นได้ และในสภาวะที่ถูกต้องดาวเคราะห์น้อยเหล่านี้บางส่วนก็จะแตกหน่อภูเขาไฟ Psyche เป็นหนึ่งในดาวเคราะห์น้อยที่เป็นจุดหมายปลายทางสำหรับภารกิจของนาซ่า

นั่นคือข้อสรุปที่นักวิทยาศาสตร์ของมหาวิทยาลัยซานตาครูซเข้ามาในการศึกษาใหม่เร็ว ๆ นี้เพื่อตีพิมพ์ในจดหมายงานวิจัยธรณีฟิสิกส์

นักวิทยาศาสตร์คือฟรานซิสนิมโมศาสตราจารย์แห่งโลกและวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียซานตาครูซ (UCSC) และนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาจาคอบอับบราฮัม พวกเขาเริ่มทำการวิจัยนี้เนื่องจากแผนการของนาซ่าในการส่งยานอวกาศไปยังดาวเคราะห์น้อย Psyche Psyche เป็นดาวเคราะห์น้อยที่มีเอกลักษณ์ ไม่เพียง แต่มันจะเป็นดาวเคราะห์น้อยที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะของเรา แต่มันดูเหมือนจะเป็นแกนเหล็กและแกนนิกเกิลของดาวเคราะห์ดวงแรก

ในความโกลาหลของระบบสุริยะยุคต้นก้อนหินชนกันและบางครั้งก็รวมกัน เมื่อเวลาผ่านไปพวกเขาก่อตัวชิ้นใหญ่และขนาดใหญ่ซึ่งในที่สุดก็กลายเป็นดาวเคราะห์หิน ในดาวเคราะห์ที่ก่อตัวเต็มรูปแบบเช่นโลกแกนเหล็กและนิกเกิลถูกฝังอยู่ใต้เปลือกซิลิเกต มันเหมือนกันกับดาวเคราะห์และดวงจันทร์ภาคพื้นดินทั้งหมดและบนดาวเคราะห์น้อยส่วนใหญ่

แต่ดาวเคราะห์บางดวงจะต้องประสบกับการชนอย่างรุนแรงและชั้นนอกของพวกมันจะถูกปลดออกจากไปทำให้แกนกลางที่อุดมด้วยเหล็กหลอมเหลวที่ถูกเปิดเผย แกนกลางนั้นจะเย็นลงในอุณหภูมิเยือกแข็งในอวกาศด้วยพื้นผิวที่แข็งตัวเป็นอันดับแรก นี่คือสิ่งที่พวกเขาคิดว่าเกิดขึ้นกับ Psyche

“ วันหนึ่งเขาหันมาหาฉันและพูดว่า“ ฉันคิดว่าสิ่งเหล่านี้จะปะทุขึ้น”
ศาสตราจารย์ฟรานซิสนิมโม, UCSC Earth และวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์

ก่อนภารกิจของ Psache ไปที่ NASA Nimmo เริ่มสนใจดาวเคราะห์น้อยที่เป็นโลหะ เขาสนใจองค์ประกอบของพวกเขาและในสิ่งที่ร่องรอยของการจัดองค์ประกอบที่สามารถให้โดยอุกกาบาตที่นี่บนโลก เขามีนักศึกษาปริญญาโทจาค็อบอับบราฮัมเรียกใช้บางรุ่นว่าดาวเคราะห์น้อยก่อตัวและเย็นตัวลงอย่างไร

ปรากฎว่าอย่างน้อยดาวเคราะห์น้อยเหล่านี้จะมีการระเบิดของภูเขาไฟเหล็กหลอมเหลว

“ วันหนึ่งเขาหันมาหาฉันและพูดว่า“ ฉันคิดว่าสิ่งเหล่านี้จะปะทุขึ้น” นิมโมกล่าวในการแถลงข่าว “ ฉันไม่เคยคิดถึงเรื่องนี้มาก่อน แต่มันก็สมเหตุสมผลเพราะคุณมีของเหลวลอยตัวใต้เปลือกโลกหนาแน่นดังนั้นของเหลวจึงต้องการขึ้นไปด้านบน”

ภูเขาไฟ ferro เหล่านี้จะไม่ปะทุบนดาวเคราะห์น้อยแกนกลางเหล่านี้ทั้งหมด พวกเขาจะต้องมีขนาดใหญ่พอที่พื้นผิวเย็นลงและแข็งตัวเร็วในขณะที่แกนกลางยังคงหลอมเหลว แต่ไม่ใช่ทั้งหมดที่พวกเขาจะทำแบบนั้น

“ ในบางกรณีมันจะตกผลึกจากจุดศูนย์กลางและจะไม่มีภูเขาไฟ แต่บางส่วนจะตกผลึกจากบนลงล่างดังนั้นคุณจะได้รับแผ่นโลหะแข็งบนพื้นผิวด้วยโลหะเหลวข้างใต้” นิมโมกล่าว

ในดาวเคราะห์น้อยที่เป็นโลหะเหล่านี้เปลือกโลกที่เป็นก้อนแข็งจะบีบอัดแกนที่ลอยตัวและลอยตัว นั่นจะทำให้เหล็กหลอมเหลวล็อคอยู่ในแกนกลาง แต่เมื่อเวลาผ่านไปจะมีการเปลี่ยนแปลงในเปลือกโลก

เปลือกโลกจะเย็นลงและแรงอัดและความเย็นจะก่อให้เกิดรอยแตกและความเครียดในเปลือกโลก แกนหลอมเหลวนั้นลอยตัวมากขึ้นและจะอยู่ภายใต้ความกดดัน เมื่อเกิดการแตกร้าวและความผิดพลาดเหล็กหลอมเหลวก็จะหนีออกไปก่อให้เกิดภูเขาไฟเฟอร์โร

“ …ไม่มีอะไรเหมือนลาวาที่หนาและข้นข้นไหลผ่านที่คุณเห็นบนเกาะฮาวาย”
ศาสตราจารย์ฟรานซิสนิมโม, UCSC Earth และวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์

เราไม่ทราบว่าภูเขาไฟเฟอร์โรเหล่านี้จะเป็นอย่างไร แต่จากการวิจัยของนักวิจัยทั้งสองพบว่ามีความเป็นไปได้อย่างน้อยสองอย่าง ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของหินละลาย

“ ถ้าเป็นเหล็กบริสุทธิ์ส่วนใหญ่คุณจะมีการปะทุของพื้นผิวที่มีความหนืดต่ำไหลออกเป็นแผ่นบาง ๆ ดังนั้นจึงไม่มีอะไรเหมือนลาวาที่มีความหนืดข้นไหลผ่านที่คุณเห็นในฮาวาย” Abrahams กล่าว “ ที่สุดขั้วอื่น ๆ หากมีองค์ประกอบแสงผสมอยู่และก๊าซที่ขยายตัวอย่างรวดเร็วคุณอาจมีภูเขาไฟระเบิดที่อาจทำให้เกิดหลุมบนพื้นผิว”

ไม่น่าเป็นไปได้ที่ภารกิจด้านจิตใจของนาซ่าจะสามารถเห็นหลักฐานที่ชัดเจนเกี่ยวกับภูเขาไฟแบบนี้ ทุกอย่างเกิดขึ้นเมื่อหลายพันล้านปีก่อนและการชนและการสึกหรอจะทำให้พื้นผิวดาวเคราะห์น้อยอย่าง Psyche เกิดขึ้นตั้งแต่นั้นมา “ ตอนนี้ยังไม่ชัดเจนว่าพวกเขาจะมีหน้าตาเป็นอย่างไร” อับบราฮัมกล่าว

แต่อาจมีสัญญาณบางอย่างของภูเขาไฟเฟอร์โรเหล่านี้ อาจมีการเปลี่ยนแปลงสีของวัสดุบนพื้นผิว อาจมีช่องลมภูเขาไฟบ้าง แต่อย่าคาดหวังว่ากรวยลาวาใด ๆ

ภารกิจของ Psyche นั้นไม่ได้เกี่ยวกับการค้นหาหลักฐานของกิจกรรมภูเขาไฟอย่างเคร่งครัด มันมีวัตถุประสงค์ทางวิทยาศาสตร์อื่น ๆ ในความเป็นจริงตาม Nimmo สถานที่ที่ดีที่สุดในการหาหลักฐานของกิจกรรม ferro-volcanic บนดาวเคราะห์น้อยอย่าง Psyche อาจอยู่ในดาวเคราะห์น้อยโลหะบนโลกนี้

“ มีอุกกาบาตโลหะมากมายเหล่านี้และตอนนี้เรารู้ว่าเรากำลังมองหาอะไรเราอาจพบหลักฐานของภูเขาไฟในพวกเขา” นิมโมกล่าว “ หากวัตถุระเบิดบนพื้นผิวมันจะเย็นเร็วมากซึ่งจะสะท้อนให้เห็นในองค์ประกอบของอุกกาบาต และมันอาจจะมีรูที่เหลืออยู่โดยการหนีแก๊ส”

นักวิทยาศาสตร์คู่หนึ่งนำเสนอผลลัพธ์เหล่านี้ในการประชุมวิทยาศาสตร์ดวงจันทร์และดาวเคราะห์เมื่อไม่นานมานี้และพบว่าทีมวิจัยอีกทีมหนึ่งได้ข้อสรุปเดียวกัน ผลสรุปของทีมนั้นอยู่ที่นี่

เหล่านี้เป็นผลลัพธ์ที่น่าสนใจส่วนหนึ่งเป็นเพราะภาพที่พวกเขาวาด ดาวเคราะห์หรือโปรโต - ดาวเคราะห์เดินทางผ่านระบบสุริยะโบราณผ่านการชนอย่างรุนแรง พื้นผิวถูกถอดออกเหลือเพียงแกนกลางที่หลอมละลาย พื้นผิวเย็นลงดักแกนหลอมเหลวที่อยู่ด้านล่างเพื่อหนีออกมาจากภูเขาไฟ ferro-volcanoes เท่านั้นเนื่องจากแรงที่เกิดจากการแตกร้าวในพื้นผิว

“ มันไม่ใช่ความคิดที่น่าตกใจ แต่เราไม่เคยคิดถึงเรื่องภูเขาไฟเหล็กมาก่อนดังนั้นจึงเป็นเรื่องใหม่และน่าสนใจสำหรับการตรวจสอบ” Abrahams กล่าว

ภารกิจ Psyche ของนาซ่ามีกำหนดเปิดตัวในปี 2565 ในปี 2569 มันจะมาถึง Psyche จากนั้นใช้เวลา 21 เดือนโคจรรอบดาวเคราะห์น้อยทำแผนที่พื้นผิวและศึกษาคุณสมบัติอื่น ๆ ยานอวกาศจะมีเครื่องมือหลายอย่าง: