Ученые разгадают тайны астероида Психея по его кратерам
В 2029 году космический аппарат NASA наконец достигнет цели своего путешествия — загадочного астероида (16) Психея. Это огромный объект диаметром около 220 километров, состоящий, предположительно, из металла и камня. Ученые спорят о его природе: является ли Психея остывшим ядром древней планеты или же это просто бесформенная груда космических обломков? Ответить на этот вопрос поможет изучение... вмятин на его поверхности.
Исследователи из Университета Аризоны под руководством Намьи Байджала провели любопытное моделирование. Они предположили, что один из самых крупных кратеров на северном полюсе астероида образовался в результате мощного удара другого космического тела. Ученые задались вопросом: если мы смоделируем это столкновение для разных вариантов внутреннего строения Психеи, то какой из них даст кратер, похожий на настоящий?
В своей работе, в Journal of Geophysical Research: Planets, они рассмотрели два основных сценария. Первый — Психея представляет собой слоеное тело: большое железное ядро, покрытое каменной мантией. Второй — астероид однороден по составу и представляет собой перемешанную смесь железа и силикатов.
С помощью компьютерных симуляций ученые воссоздали удар, который привел к появлению 50-километровой воронки. Оказалось, что форма, глубина и даже то, как разлетаются обломки, сильно зависят от того, что скрывается под поверхностью.
Если Психея слоистая, удар, скорее всего, лишь слегка задел ядро, обнажив металл на дне кратера, но не разбросав его далеко. Вокруг же остался бы в основном камень. Совсем иначе ведет себя однородная модель. Здесь ключевую роль играет прочность материала. Если астероид "рыхлый" и пористый, ударная волна как бы спрессовывает породу, делая кратер глубоким, а большая часть выброшенной породы падает обратно. Если же материал прочный и сопротивляется сжатию, удар разбрасывает обломки далеко, а сам кратер получается более широким и пологим.
Исследователи также обнаружили, что глубина и диаметр реального кратера на Психее лучше всего соответствуют двум моделям: либо слоистому астероиду, либо однородному, но с определенной, "промежуточной" прочностью.
Когда зонд "Психея" прибудет к месту назначения, он сделает детальные снимки этих кратеров, измерит гравитационное поле и состав пород. Сравнив реальные фотографии с компьютерными моделями, ученые смогут наконец понять, с чем они имеют дело. Если на дне кратера окажется обнаженный металл — это подтвердит теорию о погибшей планете. Если же состав дна и стенок окажется одинаковым, а сам кратер — необычно глубоким или плоским, это расскажет ученым о прочности и структуре таинственного металлического странника. Так, изучая "шрамы" на теле астероида, мы сможем заглянуть в его самое сердце.