Categorieën
Astronomie Het Heelal

Heavy Metal Psyche: Biggest Main Belt Asteroid Might Be Planet Remnant

Nieuwe studie van de grootste asteroïde van de hoofdgordel, Psyche, vindt dat het een overblijfsel is van een planeet die nooit volledig is gevormd.

Nieuwe 2D- en 3D-computermodellering van inslagen op de asteroïde Psyche, de grootste asteroïde in de hoofdgordel, geeft aan dat deze waarschijnlijk van metaal is en poreus van samenstelling, zoiets als een vliegende kosmische puinhoop. De wetenschap dat dit van cruciaal belang is voor NASA’s aanstaande asteroïde-missie, Psyche: Journey to a Metal World, die in 2022 wordt gelanceerd.

“Deze missie zal de eerste zijn die een metalen asteroïde bezoekt, en hoe meer wij, de wetenschappelijke gemeenschap, weten over Psyche voorafgaand aan de lancering, hoe groter de kans dat de missie de meest geschikte instrumenten zal hebben om Psyche te onderzoeken en gegevens te verzamelen”, aldus Wendy K. Caldwell, Los Alamos National Laboratory Chick Keller Postdoctoral Fellow en hoofdauteur van een artikel dat onlangs in het tijdschrift Icarus is gepubliceerd. “Psyche is een interessant lichaam om te bestuderen omdat het waarschijnlijk het overblijfsel is van een planetaire kern die tijdens de aanwasfase werd verstoord, en we kunnen veel leren over planetaire vorming van Psyche als het inderdaad voornamelijk van metaal is.”

Artist’s concept van asteroïde Psyche, waarvan de compositie is voorgesteld als een poreus metalen lichaam dat door de ruimte raast, dankzij computermodellering van de grootste krater. Krediet: NASA / JPL-Caltech / ASU

Het modelleren van impactstructuren op Psyche draagt bij aan ons begrip van metalen lichamen en hoe kratervormige processen op grote metalen objecten verschillen van die op rotsachtige en ijzige lichamen, merkte ze op.

Het team levert de eerste 3D-modellen van de vorming van Psyche’s grootste inslagkrater, en het is het eerste werk dat inslagkratermodellen gebruikt om de samenstelling van de asteroïde te bepalen. De 2D- en 3D-modellen geven een schuine invalshoek aan waarbij een binnenkomend object het oppervlak van de asteroïde zou hebben geraakt, waardoor Psyche op een zeer specifieke en voorspelbare manier zou zijn vervormd, gezien de waarschijnlijke betrokken materialen.

Metalen vervormen anders dan andere gangbare asteroïde materialen, zoals silicaten, en inslagen in doelen met een vergelijkbare samenstelling als Psyche zouden moeten resulteren in kraters die vergelijkbaar zijn met die waargenomen op Psyche.

Animatie op YouTube

Een animatievideo (hierboven) met behulp van de simulatie-output van het team toont een theoretisch impactscenario dat zou kunnen hebben geleid tot de grootste krater van Psyche. De simulatie laat zien hoe materiaal na een botsing de ruimte in wordt uitgeworpen en onthult de fase van de modificatie van de krater, waar het inslaggebied het resulterende beschadigde materiaal laat zien.

“Ons vermogen om de impact door de modificatiefase te modelleren, is essentieel om te begrijpen hoe kraters zich vormen op metalen lichamen”, zei Caldwell. “In de vroege stadia van kratervorming gedraagt het doelmateriaal zich als een vloeistof. In de modificatiefase speelt de sterkte van het doelmateriaal echter een sleutelrol in hoe materiaal dat niet wordt uitgeworpen, ‘bezinkt’ in de krater. ”

De resultaten van de onderzoekers bevestigen schattingen van Psyche’s composities op basis van observationele meettechnieken. Van bijzonder belang is het materiaal dat de beste match opleverde, Monel. Monel is een legering op basis van erts uit Sudbury Crater, een inslagstructuur in Canada. Aangenomen wordt dat het erts afkomstig is van het botslichaam dat de krater heeft gevormd, wat betekent dat het erts zelf waarschijnlijk een buitenaardse oorsprong heeft. De succesvolle modellen met Monel tonen aan dat de materiaalsamenstelling van Psyche zich onder schokomstandigheden op dezelfde manier gedraagt als buitenaardse metalen.

Het modelleerhulpmiddel dat in het werk werd gebruikt, dat werd uitgevoerd op een supercomputer van Los Alamos, was de FLAG-hydrocode, waarvan eerder was aangetoond dat deze effectief was bij het modelleren van inslagkraters en een ideale keuze was om de kratervorming op Psyche te modelleren. Op basis van de waarschijnlijke inslagsnelheid, lokale zwaartekracht en schattingen van de bulkdichtheid, werd de vorming van Psyche’s grootste krater waarschijnlijk gedomineerd door kracht in plaats van zwaartekracht, zei Caldwell.

“Het is ongelooflijk wat we kunnen bereiken met de middelen van het laboratorium,” merkte Caldwell op. “Onze supercomputers behoren tot de krachtigste ter wereld, en voor grote problemen zoals asteroïde-inslagen vertrouwen we echt op onze numerieke modelleringstools als aanvulling op observatiegegevens.”

Referentie: “De compositie van Asteroid 16 Psyche begrijpen door middel van 3D-impactkrater-modellering” door Wendy K. Caldwell, Abigail Hunter, Catherine S. Plesko en StephenWirkus, 3 juli 2020, Icarus.

DOI: 10.1016 / j.icarus.2020.113962

Dit werk werd gedeeltelijk ondersteund door een afrondingsbeurs van het Arizona State University Graduate College, een subsidie van het Center for Space and Earth Science for Research and Development in Space Science, het Advanced Simulation and Computing (ASC) -Integrated Codes-programma in Los Alamos National Laboratory en het ASC-Threat Reduction-programma van Los Alamos National Laboratory.


Een artikel op:

SkyTechDaily


Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit /  Bijwerken )

Google photo

Je reageert onder je Google account. Log uit /  Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit /  Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit /  Bijwerken )

Verbinden met %s

Deze site gebruikt Akismet om spam te bestrijden. Ontdek hoe de data van je reactie verwerkt wordt.