Історія Вести в Товаристві Штейна Макса Планка
Темний матеріал на протопланеті містить мінерал серпантин - і тому він повинен бути іноземним походженням
Гірські породи розповідають історію: Оскільки кожен мінерал утворюється лише за певних умов, вони дають уявлення про розвиток тіла, на якому вони знаходяться. Зараз вчені з Інституту досліджень Сонячної системи Макса Планка почали витягувати цю історію із загадкового темного матеріалу на протопланеті Веста. За допомогою системи камер на борту космічного зонда NASA Dawn вперше вдалося виявити мінеральний компонент за допомогою серпантину. Відкриття закінчує дискусію про походження темного матеріалу: Первісні астероїди, мабуть, принесли його з собою і розподілили на протопланеті, коли вони потрапили під удар.
Нумісія І: кратер Нумісія на південь від екватора має діаметр 30 кілометрів. Записи системи камер на космічному зонді NASA Dawn з прозорим фільтром показують темний матеріал як на стінках кратера, так і в матеріалі, що викинувся під час удару.
Нумісія І: кратер Нумісія безпосередньо на південь від екватора має діаметр 30 кілометрів. Записи системи камер на космічному зонді NASA Dawn з прозорим фільтром показують темний матеріал як на стінках кратера, так і в матеріалі, що викинувся під час удару.
Так званий темний матеріал, який епізодично зустрічається на поверхні протопланети Веста, є однією з найбільш надзвичайних особливостей. З моменту прибуття космічного корабля НАСА Світанок У липні 2011 року матеріал, який поглинає світло так само ефективно, як сажа, займає наукове співтовариство. З яких матеріалів він виготовлений? Як це сталося? І що це відкриває про це унікальне небесне тіло, яке готувалося стати планетою, але застрягло на ранній фазі цього розвитку приблизно 4,5 мільярда років тому?
У своєму новому дослідженні дослідники Макса Планка відповідають на деякі з цих питань. Тож вони знайшли силікатний серпантин у темному матеріалі, який вони характеризували як багатий вуглецем близько півтора року тому. "Можливість ідентифікувати складні мінерали на додаток до окремих елементів та простих сполук, таких як групи ОН, призводить до вирішального кроку", - говорить Андреас Натуес з Інституту дослідження сонячної системи Макса Планка.
Як і кожен мінерал, серпантин утворюється лише за певних умов: тиск і температура не повинні бути ні занадто високими, ні занадто низькими. Якщо інші елементи, такі як водень, супроводжують годину народження, переважно утворюються інші сполуки. "Виявлення мінералів у темному матеріалі дає нам доступ до абсолютно нового типу інформації", - говорить Натхуес. «Ми більше не повинні обмежуватися питанням, з чого зроблений цей матеріал. Мінерали розповідають нам, яким умовам навколишнього середовища він піддавався ".
Наприклад, серпентин не витримує температури вище 400 градусів Цельсія: сполуки кисню та атома водню, що містяться в мінералі, потім змінюються, і, залежно від умов навколишнього середовища, створюються інші речовини. "Отже, темний матеріал не сильно нагрівався", - підсумовує дослідник Макса Планка Мартін Гофман.
Numisia II: За допомогою кольорових фільтрів система камер розбиває відбите світло на окремі діапазони довжин хвиль, щоб зробити видимими подальші відмінності у складі поверхні в кратері Нумісія та навколо нього. У таких даних дослідники знайшли характерні відбитки пальців мінералу серпантину.
Оскільки Веста - на відміну від набагато менших астероїдів - була гарячою і танула на ранній стадії розвитку, темний матеріал не може бути оригінальною частиною протопланети. Також виключається вулканічне походження, про яке підозрюють деякі вчені.
"Єдиною можливістю залишається вплив астероїдів", - говорить Гофманн, вказуючи, що деякі примітивні метеорити зазвичай містять серпентин. Це вважаються фрагментами багатих вуглецем астероїдів. Такі удари також повинні були бути відносно неквапливими, оскільки астероїд, що впливає на високій швидкості, також призвів би до надмірно високих температур.
У попередньому дослідженні вчені з Інституту дослідження сонячної системи Макса Планка підрахували, як буде розподілятися темний матеріал в результаті такої події. Фактичні місця на краю одного з двох великих басейнів впливу в південній півкулі відповідають цим розрахункам.
Ключем до поточних результатів став новий і більш точний аналіз зображень, зроблених системою камер на борту космічного корабля Світанок знято з орбіт навколо Вести між липнем 2011 року та вереснем 2012 року. Сім кольорових фільтрів можуть фільтрувати певні діапазони довжин хвиль від світла, яке Веста відбиває назад у космос, і таким чином виявляти характерні відбитки пальців певних матеріалів.
«Ділянки, на яких темний матеріал виходить на крутих краях великих кратерів, невеликі. Іноді вона поширюється лише на кілька сотень метрів в одному напрямку », - говорить Натхуес, керівник групи операторів, пояснюючи метрологічні проблеми. Лише завдяки ретельному калібруванню з даних було вилучено нову інформацію. Дослідники також використовували дані вимірювань з спектрометра ВІР на борту зонда.
Для того, щоб однозначно ідентифікувати серпентин у даних своїх камер, вчені також досліджували мінеральні суміші, що містять серпентин та метеорити в лабораторії. Відбитки пальців, які ці зразки залишають у відбитому світлі, добре узгоджуються з реальними даними вимірювань від Vesta.
Місія Світанок управляється лабораторією реактивного руху (JPL) американського космічного агентства NASA. JPL є підрозділом Каліфорнійського технологічного інституту в Пасадені. За наукову частину місії відповідає Каліфорнійський університет у Лос-Анджелесі. Система камер на борту космічного зонда була розроблена під керівництвом Інституту досліджень сонячної системи Макса Планка в Геттінгені у співпраці з Інститутом планетних досліджень Німецького аерокосмічного центру (DLR) у Берліні та Інститутом технологій даних та комунікаційних мереж у Брауншвейгу. побудований. Проект камери фінансово підтримується Товариством Макса Планка, DLR та NASA/JPL.
Спектрометр VIR був наданий Італійським космічним агентством, і ним керує Національний інститут астрофізики в Римі у співпраці з Selex Galileo. Інструмент був побудований під керівництвом Селекса Галілея.