Историята на Веста в обществото на Stein Max Planck

Тъмният материал на протопланетата съдържа минерала серпентин - и следователно трябва да е от чужд произход

Скалите разказват история: Тъй като всеки минерал се образува само при определени условия, те дават представа за развитието на тялото, върху което се намират. Учените от Института за изследване на слънчевата система Макс Планк сега започнаха да извличат тази история от мистериозния тъмен материал на протопланета Веста. С помощта на системата от камери на борда на космическата сонда на НАСА Dawn беше възможно за първи път да се открие минерален компонент със серпентин. Откритието слага край на дискусията за произхода на тъмния материал: Примитивните астероиди трябва да са го донесли със себе си и да го разпространят на протопланетата, когато са се ударили.

Numisia I: Кратерът Numisia на юг от екватора е с диаметър 30 километра. Записите на системата от камери на борда на космическата сонда НАСА Dawn с прозрачния филтър показват тъмен материал както по стените на кратера, така и в материала, изхвърлен по време на удара.

Така нареченият тъмен материал, който се среща спорадично на повърхността на протопланета Веста, е една от най-необикновените му характеристики. От пристигането на космическия кораб на НАСА Разсъмване През юли 2011 г. материалът, който поглъща светлината също толкова ефективно, колкото саждите, заема научната общност. От какви материали е направен? Как се получи? И какво разкрива за това уникално небесно тяло, което се готвеше да стане планета, но остана в ранна фаза на това развитие преди около 4,5 милиарда години?

В новото си проучване изследователите на Макс Планк отговарят на някои от тези въпроси. Така те откриха силикатния серпентин в тъмния материал, който те характеризираха като богат на въглерод преди около година и половина. „Възможността да идентифицираме сложни минерали в допълнение към отделни елементи и прости съединения като OH групи ни води до решителна стъпка напред“, казва Андреас Натуес от Института за изследване на слънчевата система Макс Планк.

Както всеки минерал, серпентинът се образува само при определени условия: налягането и температурата не трябва да бъдат нито прекалено високи, нито твърде ниски. Ако други елементи като водород придружават часа на раждане, за предпочитане се образуват други съединения. „Откриването на минерали в тъмния материал ни дава достъп до изцяло нов тип информация“, казва Натхуес. „Вече не трябва да се ограничаваме до въпроса от какво е направен този материал. Минералите ни казват на какви условия на околната среда е бил изложен. "

Серпентинът, например, не може да издържи на температури над 400 градуса по Целзий: Съединенията на кислород и водороден атом, съдържащи се в минерала, след това се променят и в зависимост от околните условия се създават други вещества. „Така че тъмният материал не се нагря много“, заключава изследователят на Макс Планк Мартин Хофман.

Numisia II: С помощта на своите цветни филтри, системата на камерата разделя отразената светлина на отделни диапазони на дължината на вълната, за да направи видими допълнителни разлики в повърхностния състав в и около кратера Numisia. В такива данни изследователите са открили характерните пръстови отпечатъци на минерала серпентин.

Тъй като Веста - за разлика от много по-малките астероиди - беше гореща и се разтопи в ранен етап на развитие, тъмният материал не може да бъде оригинална част от протопланетата. Изключен е и вулканичен произход, за който някои учени подозират.

"Единствената възможност остава въздействието на астероиди", казва Хофман, посочвайки, че някои примитивни метеорити обикновено съдържат серпентин. Те се считат за фрагменти от богати на въглерод астероиди. Такива въздействия също трябва да са били сравнително лежерни, защото дори астероид, който въздейства с висока скорост, би генерирал прекалено високи температури.

В по-ранно проучване учени от Макс Планк институт за изследване на слънчевата система са изчислили как тъмният материал ще бъде разпределен в резултат на подобно събитие. Действителните обекти на ръба на един от двата големи басейна с въздействие в южното полукълбо съответстват на тези изчисления.

Ключът към текущите резултати беше нов и по-прецизен анализ на изображенията, направени от системата от камери на борда на космическия кораб Разсъмване взето от орбити около Веста между юли 2011 г. и септември 2012 г. Седемте цветни филтъра могат да филтрират определени диапазони на дължината на вълната от светлината, която Vesta отразява обратно в космоса и по този начин да откриват характерните пръстови отпечатъци на определени материали.

„Областите, където тъмният материал излиза по стръмните ръбове на големи кратери, не са големи. Понякога се простира само на няколкостотин метра в една посока “, казва Натхуес, ръководител на екипа на камерата, обяснявайки метрологичните предизвикателства. Само чрез внимателно прекалибриране новата информация беше извлечена от данните. Изследователите са използвали и измервателни данни от спектрометъра ВИР на борда на сондата.

За да идентифицират недвусмислено серпентина в данните на камерата си, учените изследвали и лабораторни смеси, съдържащи серпентин и метеорити. Отпечатъците, които тези проби оставят в отразена светлина, се съгласяват добре с реалните данни за измервания от Vesta.

Мисията Разсъмване се ръководи от Лабораторията за реактивно задвижване (JPL) на американската космическа агенция NASA. JPL е подразделение на Калифорнийския технологичен институт в Пасадена. Калифорнийският университет в Лос Анджелис отговаря за научната част на мисията. Системата от камери на борда на космическата сонда е разработена под ръководството на Института за изследване на слънчевата система Макс Планк в Гьотинген в сътрудничество с Института за планетарни изследвания на Германския аерокосмически център (DLR) в Берлин и Института за технологии за данни и комуникационни мрежи в Брауншвайг построен. Проектът за камерата е финансово подкрепен от Обществото на Макс Планк, DLR и NASA/JPL.

Спектрометърът VIR е предоставен от Италианската космическа агенция и се управлява от Националния институт по астрофизика в Рим в сътрудничество със Selex Galileo. Инструментът е построен под ръководството на Selex Galileo.