Denk aan de asteroïde Psyche? Het is de grootste bekende asteroïde in de asteroïdengordel tussen Mars en Jupiter. Het is in het nieuws vanwege zijn ongebruikelijke eigenschappen en omdat NASA van plan is om in 2022 een missie naar Psyche te lanceren.
Psyche, ook bekend als 16 Psyche, is ongebruikelijk omdat het heel anders is dan andere asteroïden. Psyche lijkt de overblijvende, blootgestelde nikkel-ijzeren kern van een vroege planeet te zijn. Daarom is Psyche een bouwsteen die overblijft van het vroege zonnestelsel, toen er zich nog planeten vormden. Het is als een planeet zonder korst.
Maar Psyche heeft nog een ander vreemd kenmerk dat wetenschappers graag willen bestuderen: het is veel minder dicht dan het zou moeten zijn, aangezien het grotendeels bestaat uit ijzer en nikkel.
Een nieuwe theorie probeert uit te leggen hoe deze ijzer-nikkel-asteroïde, met een metalen oppervlak, een veel lagere dichtheid zou kunnen hebben dan zou moeten.
Psyche is een klasse asteroïde die een pallasiet wordt genoemd, naar Peter Pallas, een Duitser die de Krasnojarsk-meteoriet in 1722 bestudeerde. Die rots viel op aarde nabij de Russische stad Krasnojarsk en was de eerste pallasiet die ooit werd gevonden. Dat was in de tijd dat niemand geloofde dat meteorieten zelfs uit de ruimte kwamen. Hij woog ongeveer 700 kg (1500 lb) en is een van de slechts 61 pallasieten die ooit zijn geïdentificeerd.
Hoewel de meeste asteroïden voornamelijk uit rotsachtig puin bestaan, zijn pallasieten zoals Psyche raadselachtig, meestal samengesteld uit ijzer en nikkel met daarin meegesleepte olivijnkristallen. Wetenschappers denken dat ze zijn gevormd toen planetesimalen botsten, het buitenste materiaal weghaalden en de metalen binnenkernen verlieten. De asteroïde koelde vervolgens van buiten naar binnen af.
Terwijl het afkoelde, zou een legering van gesmolten resten van ijzer, nikkel en lichtere elementen zoals zwavel naar de oppervlakte kunnen zijn uitgebarsten door met vloeistof gevulde scheuren, dijken genaamd, waardoor virtuele vulkanen van gesmolten metaal ontstaan. Dat materiaal zou een coating op de bovenste, rotsachtige laag hebben gecreëerd. Dat proces heet ferrovolcanisme.
Psyche kan zijn lager dan verwachte dichtheid te danken hebben aan ferrovolcanisme. Omdat Psyche, net als andere pallasieten, een mengsel is van kern- en mantelmateriaal, heeft het mogelijk dit soort mengen ervaren. De holtes van vloeibaar metaal vermengd met zwavel hebben een lagere dichtheid dan het omringende materiaal en vormen dijken waardoor ferro-vulkanisme kan ontstaan.
"Onze berekeningen suggereren dat ferro-vulkaanuitbarstingen mogelijk zijn voor kleine, metaalrijke lichamen, vooral voor zwavelrijke smelten en lichamen met mantels dunner dan ongeveer 35 kilometer of lichamen waar de mantel lokaal is uitgedund door grote inslagkraters," zei co -auteur van het artikel, Brandon C. Johnson, universitair hoofddocent aard-, atmosferische en planetaire wetenschappen aan de Purdue University.
Aangezien Psyche een van de meest massieve lichamen in de asteroïdengordel is, met een diameter van ongeveer 200 km (120 mijl), kan ferrovolcanisme de lage dichtheid ervan verklaren, terwijl het ook de metalliciteit van het oppervlak in radar en ander bewijsmateriaal verklaart.
"Ferrovolcanisme heeft mogelijk kernmateriaal naar het oppervlak getransporteerd, waardoor de radardetecties van metaal zijn veroorzaakt", aldus Johnson.
De dichtheid van Psyche is zo laag dat het ongeveer de helft is van die van een ijzermeteoriet. Het is ook de grootste metalen asteroïde in het zonnestelsel die we kennen. Als de lage dichtheid te wijten is aan ferrovolcanisme, zoals de auteurs van het artikel zeggen, kan het aan NASA's missie naar Psyche zijn om erachter te komen.
Die missie zal in 2022 worden gelanceerd. Het zal het eerste ruimtevaartuig zijn dat een metalen asteroïde bezoekt. Aangezien ferrovolcanisme op dit moment slechts een voorgesteld model is, is het aan dat ruimtevaartuig om zijn rol te bevestigen. De missie naar Psyche kan ook vragen beantwoorden over de rol die metalen asteroïden speelden bij de ontwikkeling van het zonnestelsel.
Het artikel waarin dit werk wordt beschreven, is gepubliceerd in het tijdschrift Nature Astronomy. Het heet 'Ferrovolcanism on metal worlds and the origin of pallasites'. De auteurs zijn Brandon C. Johnson, Michael M. Sori & Alexander J. Evans.
Meer:
- Research Paper: Ferrovolcanism on metal worlds and the origin of pallasites
- NASA: Psyche Mission
- Space Magazine: Metal Asteroid Psyche kan vulkanen van gesmolten ijzer hebben gehad
- Wikipedia: Asteroid 16 Psyche
- Wikipedia: Pallasite
