Uzayda Yüzen Dev Demir Yığını: Psyche’nin Kalbinde Ne Yatıyor?
Psyche asteroidindeki devasa bir krater, kayıp bir gezegenin çekirdeği mi yoksa daha karmaşık bir şey mi olduğu sorusunun cevabını verebilir. Yeni simülasyonlar, NASA’nın yakında gerçekleştireceği görevin bu gizemi nihayet çözebileceğini gösteriyor.
16 Psyche asteroidinin ilk tespit edilmesinden 200 yıldan fazla bir süre sonra, bilim insanları hala nasıl oluştuğunu anlamaya çalışıyor.
Psyche, Mars ve Jüpiter arasındaki ana asteroit kuşağındaki en büyük 10. cisim ve yaklaşık 225 kilometre çapında, bilinen en büyük metal bakımından zengin asteroittir. NASA’nın Psyche görevi, kökenini araştırmak için 2029’da oraya ulaşacak. Araştırmacılar, bunun büyük çarpışmalarla parçalanmış erken bir gezegenin kalıntısı veya kayalık dış katmanını kaybetmiş bir zamanlar katmanlı bir cismin parçası olabileceğini düşünüyor.
Diğer teoriler, Psyche’nin başlangıçta metal bakımından zengin olabileceğini veya diğer asteroitlerle tekrarlanan çarpışmalardan sonra kaya ve metal karışımı haline geldiğini öne sürüyor. Her olasılık, erken Güneş Sistemi’nde gezegenlerin nasıl oluştuğuna dair farklı bir açıklama sunuyor.
Bu çizim, NASA’nın aynı adlı görevinin hedefi olan 226 kilometre genişliğindeki (140 mil) Psyche asteroitini göstermektedir. Dünya’dan elde edilen verilere dayanarak, bilim insanları asteroitin metal ve kaya karışımından oluştuğuna inanıyor. Kaynak: NASA/JPL-Caltech/ASU
Krater Simülasyonları Psyche’nin İç Yapısı Hakkında İpuçları Sunuyor
Bu fikirleri araştırmak için, Arizona Üniversitesi Ay ve Gezegen Laboratuvarı’ndaki bilim insanları, Psyche’nin kuzey kutbuna yakın büyük bir kraterin farklı senaryolar altında nasıl oluşmuş olabileceğini incelemek üzere simülasyonlar gerçekleştirdi. JGR Planets’te yayınlanan çalışmaları, araştırmacıların NASA’nın Psyche görevinden elde edilecek verileri yorumlamalarına yardımcı olacak tahminler sunuyor. Uzay aracı gözlemleriyle birleştirildiğinde, bu sonuçlar nihayet Psyche’nin neyden oluştuğunu ortaya çıkarabilir.
LPL’de doktora adayı ve makalenin ilk yazarı Namya Baijal, “Büyük çarpma havzaları veya kraterler asteroitin derinliklerine doğru uzanarak iç yapısının ne olduğuna dair ipuçları veriyor,” dedi. “En büyük kraterlerinden birinin oluşumunu simüle ederek, uzay aracı ulaştığında Psyche’nin genel bileşimi hakkında test edilebilir tahminler yapabildik.”
Ana kuşaktaki asteroitlerin %10’undan azı metal bakımından zengindir ve Psyche bunların en büyüğüdür. Yine de, bilim insanlarının bu metalin içeride nasıl düzenlendiğini belirlemek için uzay aracından doğrudan ölçümlere ihtiyaçları olacak.
Araştırmacılar, Psyche’nin Kuzey Kutbu çarpma havzasının oluşumunu, yüzeye 45 derecelik bir açıyla çarpan bir çarpma cisminin etkisini simüle etmek için Pürüzsüzleştirilmiş Parçacık Hidrodinamiği kodunu kullandılar. Renkler, malzemenin yoğunluğunu temsil eder; sarı çarpma cismini, mor ise Psyche hedefini temsil eder. (Kaynak: Namya Baijal)
Gözeneklilik Çarpma Kraterlerinde Kilit Rol Oynuyor
Baijal, “Ana bulgularımızdan biri, gözenekliliğin -asteroidin içindeki boş alan miktarının- bu kraterlerin oluşumunda önemli bir rol oynadığıydı,” dedi. “Gözeneklilik, modellere dahil edilmesi zor olduğu için genellikle göz ardı edilir, ancak simülasyonlarımız bunun çarpma sürecini ve geride kalan kraterlerin şeklini güçlü bir şekilde etkileyebileceğini gösteriyor.”
Bir asteroit çok fazla boş alan içeriyorsa, çarpma sırasında daha kolay sıkışabilir. Bu, enerjiyi daha verimli bir şekilde emmesini sağlayarak, yüzeye daha az enkaz yayılmış daha derin ve daha dik kraterler üretir. Bilim insanları, bu simüle edilmiş özellikleri gerçek gözlemlerle karşılaştırarak, Psyche’nin metal ve kayadan oluşan katmanlı bir yapıya mı yoksa daha karışık bir bileşime mi sahip olduğunu test edebilirler. **Psyche ve Gezegenlerin Kökenleri**
Ekip, yöntemlerini terk edilmiş bir pizzacı dükkanını incelemeye benzetiyor. Psyche ve diğer ana kuşak asteroitlerinin, gezegen oluşumundan kalan parçalar olduğu düşünülüyor. LPL’de profesör ve çalışmanın ortak yazarı Erik Asphaug, “Aşçılar çoktan gitti, ancak geriye kalanlara bakabilirsiniz – fırınlar, hamur artıkları, malzemeler – ve pizzaların nasıl yapıldığı hakkında çıkarımlar yapabilirsiniz,” dedi. “Dünya’nın, Mars’ın veya Venüs’ün çekirdeklerine ulaşamıyoruz, ancak belki de erken bir asteroitin çekirdeğine ulaşabiliriz.”
Eğer Psyche, dış katmanlarının çoğundan arındırılmış, açıkta kalmış bir gezegen çekirdeği olduğu ortaya çıkarsa, bilim insanlarının doğrudan gözlemleyemediği gezegen oluşumunun şiddetli bir aşamasına nadir bir bakış sağlayabilir.
Baijal, “Psyche için iki ana iç yapıyı test ettik,” dedi. “Biri, metalik bir çekirdeğe ve ince, kayalık bir mantoya sahip katmanlı bir yapıdır; muhtemelen şiddetli bir çarpışma sonucu dış katmanların soyulmasıyla oluşmuştur. Diğeri ise, her şeyi birbirine karıştıran daha felaket bir çarpışma sonucu oluşmuş, metal ve silikatın homojen bir karışımıdır; tıpkı Dünya’da bulunan bazı metalce zengin meteoritler gibi.”
NASA’nın uzak bir metal asteroide yönelik Psyche görevi, devrim niteliğinde bir Derin Uzay Optik İletişim (DSOC) paketi taşıyacak. (Fotoğraf: NASA/JPL-Caltech/ASU)
Psyche’ye Dev Bir Çarpmanın Modellenmesi
Araştırmacılar, teleskop verilerine dayalı ayrıntılı şekil modelleri kullanarak Psyche’nin 3 boyutlu bir versiyonunu oluşturdular ve yaklaşık 48 kilometre genişliğinde ve 5 kilometre derinliğinde büyük bir kraterin oluşumunu yeniden yarattılar. Simülasyonlarda, asteroide tipik asteroit kuşağı hızlarında, saniyede yaklaşık 5 kilometre hızla çarpıldı. Ekip, farklı çarpma cisimlerinin boyutlarını test etti ve gözlemlenen kraterle en iyi eşleşeni bulmak için iki olası iç yapıyı (metalik çekirdek ve karışık kaya-metal) karşılaştırdı.
Baijal, “Yaklaşık 5 kilometre çapında bir çarpma cisminin doğru boyutlarda bir krater oluşturacağını bulduk,” dedi. “Kraterin oluşumu, Psyche’nin yapısının her iki senaryosuyla da tutarlı.”
Gezegenlerin aksine, birçok asteroit katı kaya değildir. Genellikle geçmiş çarpışmalardan kaynaklanan kırık malzeme ve boşluklar içerirler. Araştırmacılar, modellerine gözenekliliği dahil ederek, bunun hem krater şeklini hem de çarpmalar sırasında malzemenin nasıl fırlatıldığını güçlü bir şekilde etkilediğini gösterdiler.
Çalışmanın diğer yazarlarından ve doktora sonrası araştırmacı Adeene Denton, “Psyche’nin şeklini, gözenekliliğini ve bileşimini titizlikle ele alan bu çalışma, benzersiz asteroit türlerine çarpma olaylarını gerçekçi bir şekilde simüle etme kapasitemiz için gerçek bir dönüm noktası niteliğindedir” dedi.
NASA’nın Psyche Misyonu ve Ortaya Çıkaracakları
Psyche uzay aracı, asteroitin yüzeyini, yerçekimini, manyetik alanını ve bileşimini incelemek üzere donatılmıştır. Simülasyonlar, krater şekillerinin yanı sıra, bilim insanlarının inceleyebileceği diğer özellikleri de tahmin ediyor; örneğin, iç kısmı sıkıştıran çarpışmaların neden olduğu yoğunluk değişiklikleri ve metal açısından zengin kalıntıların yüzey boyunca dağılımı.
Asphaug, “Uzay aracı birkaç yıl içinde Psyche’ye vardığında, ekipteki jeokimyacılar, jeologlar ve modelleme uzmanları aynı nesneye bakacak ve gördüklerimizi yorumlamaya çalışacaklar,” dedi. “Bu çalışma bize bir başlangıç avantajı sağlıyor.”
Kaynak: https://scitechdaily.com
Yeni Ölçümler Doğruluyor: Psyche Asteroidi 10 Bin Katrilyon Dolarlık Değerli Metalle Dolu