Phaethon, natriumia vapauttava asteroidi aurinkokunnassa

Phaethon, natriumia vapauttava asteroidi aurinkokunnassa
Phaethon, natriumia vapauttava asteroidi aurinkokunnassa
Anonim

Komeetat tunnetaan laajoista, värikkäistä ja upeista kaasu-, jää-, kallio- ja monista muista materiaaleista. Nämä hännät syntyvät, kun komeetan jäinen ydin lämpenee lähestyessään aurinkoa ja vapauttaa jäisiä kaasuja lämmitysprosessin aikana.

Kaasujen vapautuminen ei kuitenkaan rajoitu komeettoihin. Jotkut kuut ja kuut, kuten Jupiterin Ganymede, ja muut aurinkokuntamme jäiset kappaleet voivat lämmetä tarpeeksi vapauttaakseen kaasuja.

Joten kun tiedemiehet löysivät asteroidin, joka oli pääosin kiviä, se vapautti kaasuja, he olivat täysin hämmentyneitä.

Tapaa Phaeton, lähellä maapalloa oleva asteroidi, joka äskettäin havaittiin osoittavan komeetan kaltaista toimintaa.

Phaetonin pinnalta puuttuu merkittävä määrä jäätä; niin miksi se päästää kaasuja pinnaltaan ja hehkuu kuin komeetta?

Phaeton on 5,8 km leveä Apollo -asteroidi, joka kulkee lähempänä Aurinkoa kuin mikään muu nimetty asteroidi, vaikka joillakin pienemmillä, nimeämättömillä asteroideilla on läheisemmät perihelionit.

Nimi Phaethon saattaa kuulostaa tuntemattomalta, mutta se on tunnetun Geminid-meteorisuihkun äiti, joka esiintyy vuosittain joulukuun puolivälissä.

Phaetonin lähin lähestyminen Aurinkoon tapahtuu 524 päivän välein lämmittäen asteroidin pinnan noin 750 ° C: seen - niin kuumaksi, että se vapauttaa asteroidin pinnalla olevan veden, hiilidioksidin tai hiilimonoksidin.

Kuitenkin näin lyhyellä kiertoajalla nämä elementit olisivat täysin haihtuneet kauan sitten. Kuitenkin asteroidi antaa edelleen kaasua.

Caltechin IPAC (Infrared Processing and Analysis Center) -tutkimusorganisaation Joseph Masieron johtamassa uudessa tutkimuksessa tutkijaryhmä tutki Phaethonin komeetankaltaista käyttäytymistä lähestyessään aurinkoa ja yritti selvittää, mihin asteroidi voitaisiin ajaa. tilaa.

Ja he luulevat, että heillä on oma vastauksensa.

750 ° C: n lämpötilassa natrium voi "paeta" asteroidin pinnalta avaruuteen. Lisäksi natriumia esiintyy runsaasti asteroideissa, ja se voi selittää jatkuvan kaasunkehityksen, joka havaittiin Phaethonilla sen periheelikanavan aikana 524 päivän välein.

Eli jos Phaetonissa on tarpeeksi natriumia.

Saadaksemme monimutkaisen vastauksen tähän kysymykseen palaamme Phaethonin luomaan Geminid -meteorisuihkuun.

Meteorisateita esiintyy, kun pienet kivimateriaalin palaset, jotka heitetään vanhempiensa pinnalta, joutuvat maapallon ilmakehään ja palavat ja tuottavat eri värejä ja kirkkautta niiden koostumuksesta riippuen.

Jos meteoriitti sisältää natriumia, se hehkuu oranssina, kun se tulee ilmakehään.

Ja siinä se ongelma piilee. Geminideillä on alhainen natriumpitoisuus. Joten miten natrium selittää Phaethonin komeetan kaltaisen toiminnan?

Ennen Masieron ja muiden tutkimuksia uskottiin, että Phaethonista poistettu kivimateriaali menetti natriuminsa pian asteroidin lähdön jälkeen, mikä selittäisi oranssien meteoriittien puuttumisen Geminidien aikana.

Masieron tutkimus viittaa kuitenkin siihen, että natrium voi olla tärkein voima, joka työntää kivimateriaalia ulos Phaetonin pinnasta.

Tiimi arvelee, että kun Phaeton lämpenee auringon lähestyessä, asteroidin natrium kuumenee ja haihtuu avaruuteen.

Mutta kuten jään tapauksessa, jos natriumia olisi Phaethonin pinnalla, se olisi kuumentunut ja haihtunut kauan sitten. Siten natriumin piti sen sijaan tulla asteroidin sisältä, kuljettaa sen pinnalle kaasun muodostumista varten pieniä halkeamia pitkin.

Kun höyrystynyt natrium "suhisee" avaruuden läpi asteroidin pinnalla olevien halkeamien ja halkeamien läpi, se luo suuttimia, joilla on tarpeeksi voimaa työntää kivinen materiaali pois pinnalta. Niinpä Geminidien luominen ja nykyään havaittu jatkuva komeetan kaltainen käyttäytyminen.

"Asteroideilla, kuten Phaethonilla, on erittäin heikko painovoima, joten ei tarvitse paljon voimaa heittää roskia pinnalta tai lyödä kiveä halkeamasta", sanoo Bjorn Davidsson, tutkimuksen tekijä ja tiedemies NASAn Jet Propulsion Laboratory (JPL).

Tämän materiaalin poistaminen selittäisi Phaetonin komeettisen hehkun, ja natriumin puuttuminen Phaetonin ulkopinnalta selittäisi, miksi Geminideillä ei ole natriumia.

”Mallimme olettavat, että tämä vaatii hyvin vähän natriumia - ei mitään räjähtävää, kuten höyryn purkautumista jäisen komeetan pinnalta; se on enemmän kuin jatkuvaa kohinaa."

Joten miten tiimi testasi hypoteesinsa?

Masiero ja hänen kollegansa testasivat näytteitä Allende -meteoriitista JPL -laboratoriossa, joka putosi Meksikossa vuonna 1969 ja kuuluu samaan asteroidiluokkaan, hiilipitoisiin kondriitteihin kuin Phaeton.

Ryhmä lämmitti meteoriittipalaset maksimilämpötilaan, jonka Phaethon kokee lähestyessään aurinkoa. Lisäksi joukkue simuloi päivän Phaetonilla, joka kestää 3 tuntia.

Kun verrattiin näytteitä ennen ja jälkeen laboratoriokokeitamme, natrium hävisi, kun taas muita alkuaineita oli jäljellä. Tämä viittaa siihen, että sama voisi tapahtua Phaetonilla ja näyttää olevan yhdenmukainen malliemme tulosten kanssa”, sanoi JPL-tutkija ja tutkimuksen toinen kirjoittaja Yang Liu.

Tulokset voivat selittää, kuinka muut asteroidit ovat edelleen aktiivisia, koska ne voivat käydä läpi saman prosessin kuin Phaeton.

Mazieron ja hänen kollegoidensa tutkimuksen tulokset tukevat myös hypoteesia, jonka mukaan aurinkokunnan pienten esineiden luokittelu komeettoiksi tai asteroideiksi on yksinkertaistamista.

Jotkut tutkijat uskovat, että tekijöillä, kuten jään määrällä ja elementeillä, jotka haihtuvat tietyissä lämpötiloissa, pitäisi olla tärkeä rooli pienten kappaleiden luokittelussa.

Mazieron ja hänen kollegoidensa tutkimus natriumvolatiliteetista hiilikondriiteissa alhaisen perihelionin asteroideja vastaavissa lämpötiloissa löytyy Planetary Science Journal -lehden elokuun 2021 numerosta.

Suositeltava: