Време за четене: 6 минути
Има гигантски метален астероид, плаващ отвъд Марс, който може да е ядрото на планета, разбита на пух и прах преди еони. НАСА изпраща сонда, за да разбере, но положителен отговор може да причини още по-големи проблеми.
Отделете малко време, за да си представите гигантска буца метал, 25 пъти по-голяма от връх Еверест, носеща се в космоса. Трудно ли ви е да създадете образ? Не се притеснявайте, никой не може. Това е така, защото никой досега не е виждал такъв обект отблизо. Но след пет години всичко ще бъде разкрито.
Януари 2026 г. е целевата дата за нов космически кораб на НАСА да пристигне до астероид, наречен Психея. Наречен на гръцката богиня на душата, Психея е открит на 17 март 1852 г. от италианския астроном Анибале де Гаспарис. Това е едно от най-масивните тела в астероидния пояс между Марс и Юпитер. Съвременните оценки предполагат, че съдържа около 1% от цялата маса, разпространена в милионите астероиди в главния астероиден пояс. И все пак съставът на астероида прави Психея специална.
Приблизително 230 км в диаметър и с формата на картоф, плътността на Психея е толкова голяма, че астрономите смятат, че трябва да е направена от метал. Също така, когато астрономите търсят подписа на скалисти минерали, като анализират слънчевата светлина, отскачаща от повърхността му, те не могат да намерят нито един от издайническите маркери, които търсят.
Ако Психея наистина е метал и сега е изследвана толкова много, че изглежда няма съмнение, тогава тя може да крие тайни за начина, по който планетите, включително Земята, са се образували преди 4,6 милиарда години. Отключването на тези тайни е това, което движи мисията на Psyche.
Когато астрономите насочат мислите си към това как може да се е образувала Психея, има само едно място, което знаят, където могат да съществуват такива концентрации на метал. И това е в сърцата на скалисти планети, като Земята, Марс и другите светове от вътрешната Слънчева система.
Ако можете да направите разрез през един от тези светове, ще намерите метално ядро, заобиколено от дълбок силикатен слой, известен като мантия, и след това тънка скалиста кора. Докато ядрото е направено предимно от желязо и никел, мантията включва минерала оливин, а кората е съставена главно от базалт.
Това наслояване се произвежда от процес, наречен диференциация. Смята се, че диференциацията се извършва в крайните етапи на формирането на планетата, когато планетите се стопят. В това състояние плътен материал, като метал, потъва в центъра, докато по-лек материал, като скала, изплува на повърхността.
Възможно ли е Психея някога да е била вътре в новосъздадена планета, която е била разбита на парчета в началото на историята на Слънчевата система? Това е, което мисията Psyche е предназначена да разследва. Това е игра с високи залози, защото ако този сценарий се окаже верен, астрономите трябва да обясняват много.
„Това се нарича проблем с липсващата мантия“, казва д-р Джулия де Леон, учен по астероидите от Instituto de Astrofisica de Canarias, Ла Палма, и част от проекта за моделиране на обекти в близост до Земята и полезни товари за защита (NEO-MAPP).
Аргументът е следният: ако Психея наистина е била част от ядрото на разбита планета, тогава къде е останалата част от отломките? Повечето от астероидите в Слънчевата система са примитивни, недиференцирани тела. Виждаме много малко богати на оливин астероиди, които биха представлявали материала на мантията за един разрушен свят.
Влошава се. Значителна част от метеоритите, които са падали на Земята в продължение на еони, са направени предимно от желязо – точно както се очаква от ядрото на един разрушен свят. Но когато учените ги анализират за следи от други химикали, резултатите са толкова различни, че са шокиращи.
„Анализът предполага, че железните метеорити може да са произлезли от поне 50 или 60 различни ядра“, казва де Леон.
На пръв поглед това означава 50 или 60 планети, които са били разбити на парчета по време на формирането на Слънчевата система. Просто изглежда твърде много, като се има предвид, че астрономите не могат да намерят достатъчно фрагменти от мантия, за да обяснят дори един от тези обречени светове. Това е главоблъсканицата, която мисията на Психея трябва да се опита да отключи.
Пътят към мисията започна преди десетилетие, когато д-р Линди Елкинс-Тантън, планетарен учен от Държавния университет на Аризона изнесе лекция на Лунната и планетарната конференция в Америка. Заедно с колеги тя представяше нова хипотеза за диференциация. Според нея по-малките астероиди – вместо почти пълните планети – биха могли да генерират достатъчно топлина, за да започнат поне процеса на топене и диференциране.
Ключът към идеята бяха нарастващите доказателства, че в началото на Слънчевата система е имало изобилие от алуминий-26, радиоактивен изотоп, произведен при експлозията на звезди. Това предполага, че близка звезда е избухнала малко преди Слънчевата система да започне да се формира.
Когато тези първи планетезимали се образуват, те естествено включват количества радиоактивен алуминий и като всеки изотоп, разпадането му ще генерира топлина. След това тази топлина разтопи вътрешността на някои планетезимали, позволявайки им да се диференцират отвътре, но според Елкинс-Тантън те може да не са били напълно разтопени и така външната страна остава недиференцирана.
Следователно, когато тези астероиди бяха разбити при последващи сблъсъци, те разкриха железни ядра, но околните скали все още изглеждаха примитивни, решавайки проблема с липсващата мантия. Идеята предизвика здрава дискусия на конференцията и неочаквано предложение. Двама учени от Лабораторията за реактивни двигатели й изпратиха неочаквано имейл, за да кажат, че биха искали да предложат мисия за тестване на хипотезата. „Нека отидем в астероидния пояс и да видим дали можем да разберем дали това се е случило и къде се е случило“, казва Елкинс-Тантън.
И това беше началото на мисията. Елкинс-Тантън стана главен изследовател и в момента е в последните фази на управлението на мисията до нейното стартиране през август 2022 г.
Мисията е оборудвана с набор от научни инструменти. Има многоспектърна камера, която ще осигури изображения с висока разделителна способност при различни дължини на вълната. Това ще позволи на екипа да идентифицира и разграничи зони с открит метал и скала на повърхността на Психея. Тъй като никой дори не е виждал астероид от този тип преди, никой не знае как ще се появи.
„Нямам търпение да видя как изглежда повърхността на Psyche. Може наистина да е доста необичайно и странно. Надявам се, че ще изглежда напълно странно“, казва Елкинс-Тантън.
Изображенията могат да показват големи области от открит метал. В този случай кратерите, които покриват други астероиди, може да изглеждат странни тук, защото ударите се случват по различен начин в метала и скалата. „Бихме очаквали да видим някои доста странни форми“, казва Елкинс-Тантън.
Прахообразната скала, известна като реголит, създадена при такива удари, също може да липсва в Психея, тъй като не е ясно дали металът може да образува реголит. Всичко това прави прогнозирането как ще изглежда астероидът много трудно.
Има и спектрометър за гама лъчи и неутрони, който ще измерва химичните елементи на повърхността на Психея, като ни дава оценка на цялостния му състав. Това са данните, от които де Леон е най-развълнуван, защото докато мултиспектралната камера ще идентифицира зони от скали и метал, спектрометърът ще даде състава на метала и ще разкрие какво се е случило с него. „Само химическият анализ може да ви каже тази информация“, казва тя.
След това има магнитометър, който ще открие дали Психея има магнитно поле – решаващо за разбирането на нейното минало. Причината е, че разтопеното желязно ядро действа като динамо и генерира магнитно поле. Това се случва под краката ни в ядрото на Земята дори и сега.
Докато ядрото излъчва енергията си и се втвърдява, части от получената твърда желязна маса ще запазят отпечатък от това магнитно поле. „Ако открием това силно магнитно поле в Психея, тогава ще разберем веднага, че е било част от ядрото и тогава можем да надграждаме върху това. Така че би било хубаво нещо да разберем веднага“, казва Елкинс-Тантън.
Те със сигурност са си свършили работата. Те не само трябва да изследват произхода на Психея и да се опитат да обяснят проблема с липсващата мантия, но има и семейство метеорити, които биха могли да произлязат от същото родителско тяло като Психея. Те се наричат CB хондрити и показват много висок процент метал около кръгли капчици скала. Една идея е, че те са „пръски“ от същите сблъсъци, които изровиха Психея.
Невероятна мисъл е, че мисии като Psyche ни поставят в състояние да изследваме астероидния пояс с такава прецизност, че не само ще разберем общия процес на формиране на планетата, но и ще можем да свържем различни тела с конкретни събития и един друг.
Другата невероятна мисъл за тази мисия е да се подготвим за неочакваното. Както казва Елкинс-Тантън, „Нещото, което ще добавя тук, което добавям винаги, е, че почти сигурно всичко, което ви казвам в момента, е грешно. И тази Психея ще ни изненада и ще ни покаже, че е нещо съвсем различно.”
И когато всичко е казано и направено, това е може би най-красивото нещо в науката.
