Новые карты астероида Психея раскрывают его прошлое

В конце этого года НАСА планирует запустить зонд размером с теннисный корт в пояс астероидов - область между орбитами Марса и Юпитера, где вокруг Солнца вращаются остатки ранней Солнечной системы. Оказавшись в поясе астероидов, космический аппарат нацелится на Психею - крупный, богатый металлами астероид, который, как считается, является древним ядром одной из ранних планет. Зонд, названный в честь своего астероида-цели, проведет около двух лет на орбите и проанализирует поверхность Психеи в поисках подсказок о том, как развивались ранние планетарные тела.

В преддверии этой миссии, которую возглавляет главный исследователь Линди Элкинс-Тантон и ученые-планетологи из Массачусетского технологического института уже получили представление о том, что может увидеть космический аппарат Psyche (Психея), когда достигнет своей цели.

Команда представляет самые подробные на сегодняшний день карты свойств поверхности астероида, основанные на наблюдениях, сделанных с помощью большого массива наземных телескопов на севере Чили. Карты показывают обширные богатые металлами области, простирающиеся по всей поверхности астероида, а также большую впадину, которая, похоже, имеет различную текстуру поверхности между внутренней частью и краем; эта разница может отражать кратер, заполненный более мелким песком и окаймленный более каменистыми материалами.

В целом, поверхность Психеи оказалась удивительно разнообразной по своим свойствам. Его каменистые области могут быть остатками древней мантии, схожей по составу с каменистым внешним слоем Земли, Марса и астероида Веста, или отпечатками прошлых ударов космических камней. Наконец, кратеры, содержащие металлический материал, подтверждают идею предыдущих исследований о том, что на астероиде могли произойти ранние извержения металлической лавы, когда его древнее ядро остывало.

Учёные смогли увидеть Психею более детально, с разрешением около 32 километра на пиксель, используя объединенную мощность 66 радиоантенн Большого миллиметрового/субмиллиметрового массива Атакама (ALMA) на севере Чили. Каждая антенна ALMA измеряет свет, излучаемый объектом на миллиметровых волнах, в диапазоне, который чувствителен к температуре и некоторым электрическим свойствам поверхностных материалов.

19 июня 2019 года ALMA сфокусировал весь свой массив на Психее, которая вращалась по орбите в поясе астероидов. Собранные данные за этот период были преобразованы в карту теплового излучения на поверхности астероида. Эти же данные были использованы для создания последней трехмерной модели формы Психеи с высоким разрешением.

Исследователи подтвердили, что в целом поверхность Психеи богата металлами, но содержание металлов и силикатов варьируется по всей поверхности. Это может быть еще одним намеком на то, что на ранних стадиях формирования астероида у него могла быть богатая силикатами мантия, которая с тех пор исчезла.

Они также обнаружили, что при вращении астероида материал на дне большой впадины - вероятно, кратера - меняет температуру гораздо быстрее, чем материал вдоль края. Это позволяет предположить, что дно кратера покрыто «прудами» из мелкозернистого материала, подобного песку на Земле, который быстро нагревается, в то время как край кратера состоит из более каменистых, медленно нагревающихся материалов.