Phaethon, asteroida uwalniająca sód w Układzie Słonecznym

Phaethon, asteroida uwalniająca sód w Układzie Słonecznym
Phaethon, asteroida uwalniająca sód w Układzie Słonecznym
Anonim

Komety słyną z ogromnych, kolorowych i oszałamiających ogonów gazu, lodu, skał i wielu innych materiałów. Warkocze te pojawiają się, gdy lodowe jądro komety nagrzewa się, gdy zbliża się do Słońca, uwalniając lodowe gazy podczas procesu ogrzewania.

Jednak uwalnianie gazów nie ogranicza się do komet. Niektóre księżyce i księżyce, takie jak Ganimedes Jowisza i inne lodowe ciała w naszym Układzie Słonecznym, mogą nagrzać się wystarczająco, aby uwolnić gazy.

Więc kiedy naukowcy odkryli asteroidę, która była w większości zbudowana ze skał, wydzielała gazy, byli całkowicie zdezorientowani.

Poznajcie Phaetona, asteroidę blisko Ziemi, odkrytą niedawno, że wykazuje aktywność podobną do komety.

Faeton nie ma na swojej powierzchni znacznej ilości lodu; dlaczego więc emituje gazy ze swojej powierzchni i świeci jak kometa?

Phaeton to asteroida Apollo o szerokości 5,8 km, która przemieszcza się bliżej Słońca niż jakakolwiek inna nazwana asteroida, chociaż niektóre mniejsze, nienazwane asteroidy mają bliższe peryhelium.

Nazwa Phaethon może brzmieć obco, ale jest ciałem macierzystym znanego deszczu meteorytów Geminid, który pojawia się co roku w połowie grudnia.

Najbliższe zbliżenie Faetona do Słońca następuje co 524 dni, podgrzewając powierzchnię asteroidy do około 750°C – wystarczająco gorącej, aby uwolnić wodę, dwutlenek węgla lub tlenek węgla z lodu na powierzchni asteroidy.

Jednak przy tak krótkim okresie orbitalnym pierwiastki te dawno temu całkowicie wyparowały. Jednak asteroida nadal wydziela gaz.

W nowym badaniu prowadzonym przez Josepha Masiero z organizacji badawczej IPAC (Infrared Processing and Analysis Center) Caltech, zespół naukowców badał kometowe zachowanie Phaethona, gdy zbliżał się do Słońca, próbując dowiedzieć się, w co asteroida może być napędzana. przestrzeń.

I myślą, że mają własną odpowiedź.

W temperaturze 750 ° C sód może „uciec” z powierzchni asteroidy w kosmos. Ponadto sód występuje w dużych ilościach na asteroidach i może wyjaśniać ciągłą ewolucję gazu obserwowaną na Phaethonie podczas jego przejścia przez perihelium co 524 dni.

To znaczy… jeśli w Phaetonie jest wystarczająco dużo sodu.

Aby znaleźć złożoną odpowiedź na to pytanie, wrócimy do deszczu meteorytów Geminidów, który tworzy Phaethon.

Deszcz meteorów występuje, gdy małe kawałki materiału skalnego wyrzucane z powierzchni ich ciał macierzystych wchodzą w atmosferę Ziemi i spalają się, wytwarzając różne kolory i jasność, w zależności od ich składu.

Jeśli meteoryt zawiera sód, po wejściu do atmosfery będzie świecił na pomarańczowo.

I na tym polega problem. Geminidy mają niską zawartość sodu. Jak więc sód może wyjaśnić kometową aktywność Phaethona?

Przed eksploracją przez Masiero i innych wierzono, że materiał skalny wyrzucony z Faetona stracił sód wkrótce po opuszczeniu asteroidy, co tłumaczyłoby brak pomarańczowych meteorytów podczas Geminidów.

Jednak badania Masiero sugerują, że sód może być główną siłą wypychającą materiał skalny z powierzchni Phaetona.

Zespół spekuluje, że gdy Phaeton nagrzewa się, gdy zbliża się do Słońca, sód na asteroidzie nagrzewa się i odparowuje w kosmos.

Ale, tak jak w przypadku lodu, gdyby sód istniał na powierzchni Phaethona, nagrzałby się i wyparował dawno temu. Tak więc zamiast tego sód musiałby pochodzić z wnętrza asteroidy, przetransportowany na jej powierzchnię w celu utworzenia gazu przez maleńkie pęknięcia.

Gdy odparowany sód „syczy” przez przestrzeń kosmiczną przez małe pęknięcia i szczeliny na powierzchni asteroidy, wytworzy dżety z siłą wystarczającą do wyrzucenia materiału skalnego z powierzchni. W ten sposób powstały Geminidy i trwałe zachowanie przypominające kometę, które obserwujemy dzisiaj.

„Asteroidy takie jak Phaethon mają bardzo słabą grawitację, więc wyrzucenie gruzu z powierzchni lub wybicie skały ze szczeliny nie wymaga dużej siły” – powiedział Bjorn Davidsson, współautor badania i naukowiec z NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL)..

Wyrzucenie tego materiału wyjaśniałoby podobny do komety blask Faetona, a brak sodu na zewnętrznej powierzchni Faetona wyjaśniałby, dlaczego Geminidom brakuje sodu.

„Nasze modele zakładają, że wymaga to bardzo małej ilości sodu - nic wybuchowego, jak para wybuchająca z powierzchni lodowej komety; bardziej przypomina to stały syk”.

Jak więc zespół przetestował swoją hipotezę?

Masiero i jego koledzy przetestowali w laboratorium JPL próbki meteorytu Allende, który spadł w Meksyku w 1969 roku i należy do tej samej klasy asteroid, chondrytów węglowych, co Phaeton.

Zespół podgrzał fragmenty meteorytu do maksymalnej temperatury, jakiej doświadcza Phaethon podczas zbliżania się do Słońca. Ponadto zespół symulował dzień na Phaetonie, który trwał 3 godziny.

„Porównując próbki przed i po naszych testach laboratoryjnych, sód został utracony, podczas gdy inne pierwiastki pozostały. Sugeruje to, że to samo może się dziać na Phaeton i wydaje się być zgodne z wynikami naszych modeli”- powiedział Yang Liu, naukowiec JPL i współautor badania.

Odkrycia mogą wyjaśniać, w jaki sposób inne asteroidy są nadal aktywne, ponieważ mogą przechodzić ten sam proces, co Phaeton.

Wyniki badań Maziero i współpracowników potwierdzają również hipotezę, że klasyfikowanie małych obiektów w Układzie Słonecznym jako komet lub asteroid jest nadmiernym uproszczeniem.

Niektórzy badacze uważają, że takie czynniki jak ilość lodu i pierwiastki parujące w określonych temperaturach powinny odgrywać ważną rolę w klasyfikowaniu małych ciał.

Badanie przeprowadzone przez Maziero i współpracowników zatytułowane Sodium Volatility in Carbonaceous Chondrites at Temperatures Corresponding to Low Perihelion Asteroids można znaleźć w wydaniu Planetary Science Journal z sierpnia 2021 roku.

Zalecana: