A Psyche térképe
(Rovat: Távoli világok kutatói - 2022.07.03 07:15.)

Hamarosan (?) indul a NASA szondája a 16 Psyche kisbolygóhoz. Az MIT kutatói megpróbálták feltérképezni, milyen látvány fogadhatja a szondát.

A legújabb hírek szerint még szeptemberben sem, legkorábban csak 2023-ban indul a NASA Psyche űrszondája azonos nevű célpontjához, amely fémekben gazdag kisbolygó, feltételezések szerint egy nagyobb bolygókezdemény lecsupaszodott magja lehet. A szonda két évig kering majd a kisbolygó körül, hogy minél több információt gyűjtsenek az ősi bolygótestek fejlődésének lehetséges állomásairól.

A Massachusetts Institute of Technology (MIT) és más intézmények kutatói Lindy Elkins-Tanton (MIT) vezetésével megpróbálták feltérképezni, mit láthat majd az úti célját elérő szonda. Eredményeikről a Journal of Geophysical Research: Planets folyóiratban számoltak be, a cikk első szerzője Saverio Cambioni (MIT). Cikkükben bemutatják a Chile északi részén dolgozó óriástávcsövekkel végzett megfigyelések alapján a Psyche felszínéről készített legrészletesebb térképeiket. Eszerint az égitest felszínét nagy kiterjedésű, fémekben gazdag területek borítják, de azonosítottak egy nagy medencét vagy mélyedést is, amelynek belsejében a peremétől eltérő az anyaga. Feltételezésük szerint ez egy finomabb szemcséjű, homokszerű anyaggal kitöltött kráter lehet, amelynek peremét nagyobb sziklatömbök alkothatják.

A térképek bepillantást engednek a kisbolygó lehetséges történetébe is. A sziklás területek összetétele hasonló a Föld, a Mars és a Vesta legkülső rétegeinek összetételéhez, ezért feltételezhetően vagy egy ősi bolygóköpeny maradványai lehetnek, vagy pedig kőzettestek múltbeli becsapódásainak az emlékét őrzik. A fémes anyagokat tartalmazó kráterek viszont azt az elképzelést támasztják alá, mely szerint a kisbolygó ősi magjának kihűlése közben a fémes láva kitörései során kiömlő anyag borította be a felszínét.

A kutatók a Psyche felszínét több módszerrel próbálták feltérképezni. Korábban más kutatók különböző földi távcsövekkel megfigyelték az infravörös tartományban az égitest saját hősugárzását, amely a felszín anyagi összetételéről hordoz információt. Ezeknek a méréseknek azonban gyenge a térbeli felbontása. Ezért Cambioni és munkatársai a chilei ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) rendszer 66 rádiótávcsövével végeztek megfigyeléseket, amelyek eredményeképpen pixelenként mintegy 30 km felbontású képet kaptak (a Psyche közepes átmérője kb. 220 km). Az ALMA rendszer rádiótávcsövei a milliméteres tartományban végeznek méréseket, amely sugárzás a felszín hőmérsékletén kívül annak elektromos tulajdonságaira is érzékeny. 2019. június 19-én az ALMA rendszer összes távcsövét a Psychére irányították. Ennek alapján készítették el a felszín termikus emissziójának térképét, amelyet 2021-ben publikáltak. Ugyanezen adatok alapján a kisbolygó 3D modelljét is elkészítették.

Legújabb vizsgálataikban arra voltak kíváncsiak, milyen felszíni jellemzők illeszthetők legjobban a 2019-ben mért termikus emissziós adatokhoz. Több száz szimulációt végeztek, különböző összetételekre és a fémekben gazdag területek különböző eloszlására. Az égitest forgását figyelembe véve kiszámították, milyen termikus emisszió lenne megfigyelhető a paraméterek adott kombinációja esetén. Ennek alapján választották ki a paraméterek azon kombinációját, amely legjobban megfelel a mért sugárzási adatoknak.

Az MIT és más intézmények csillagászai szerint a Psyche felszínét fémek, kőzetek és homokszerű anyagok borítják. (Fantáziarajz: NASA)

Eredményeik szerint a Psyche felszínére az anyagi minőség változatossága a jellemző. Megerősítették, hogy összességében nagy a fémek gyakorisága, de a fémek és a szilikátok egymáshoz viszonyított aránya jelentős eltéréseket mutat a felszín különböző területein. Ez azt támasztja alá, hogy az égitestnek egykor valóban szilikátos köpenye lehetett, amely később eltűnt. Azt is megállapították, hogy a kisbolygó forgása során az azonosított nagy mélyedés belsejében a felszín hőmérséklete gyorsabban változik, mint a kráter peremét alkotó anyagé. Ebből következtettek arra, hogy a kráter belsejében a homokhoz hasonló tulajdonságú, finomabb szemcsés anyag lehet, peremén viszont nagyobb, lassabban felmelegedő sziklatömbök találhatók.

Azt, hogy valójában milyen a Psyche felszíne, akkor fogjuk megtudni, amikor a Psyche szonda részletes, színes képeket közvetít az égitestről és körülötte keringve gamma- és neutronspektrométerével méréseket végez.

A bal oldali modellen a Psyche felszíni anyagának tulajdonságai láthatók, a mélyebben fekvő területeken a homokhoz hasonló anyag található (kék), míg a magasabban fekvő területeket kőzetek borítják (sárga). A jobb oldali térkép a fémek gyakoriságát mutatja a Psyche felszínén, az alsó színskála szerint az alacsonytól (lila) a nagy (sárga) fémgyakoriságig. (Forrás: YouTube, Massachusetts Institute of Technology)