2023 Forfatter: Kaylee MacAlister | [email protected]. Sidst ændret: 2023-05-21 07:59
Kometer er kendt for deres store, farverige og fantastiske haler af gas, is, sten og en række andre materialer. Disse haler opstår, når komets iskolde kerne opvarmes, når den nærmer sig solen, og frigiver isnende gasser under opvarmningsprocessen.
Frigivelsen af gasser er imidlertid ikke begrænset til kometer. Nogle måner og måner, såsom Jupiters Ganymedes og andre iskolde kroppe i vores solsystem kan varme op nok til at frigive gasser.
Så da forskere opdagede en asteroide, der for det meste var lavet af sten, afgav den gasser, de var fuldstændig forvirrede.
Mød Phaeton, en jordnær asteroide, der for nylig blev opdaget for at udvise kometlignende aktivitet.
Phaeton mangler en betydelig mængde is på overfladen; så hvorfor udsender den gasser fra overfladen og lyser som en komet?
Phaeton er en 5,8 km bred Apollo -asteroide, der bevæger sig tættere på solen end nogen anden navngivet asteroide, selvom nogle mindre, navngivne asteroider har tættere perihelioner.
Navnet Phaethon lyder måske ukendt, men det er forældrekroppen for den velkendte Geminid-meteorregn, der forekommer årligt i midten af december.
Phaetons nærmeste tilgang til solen sker hver 524 dage, og opvarmning af asteroidens overflade til omkring 750 ° C - varm nok til at frigive vand, kuldioxid eller kulilte fra isen på asteroidens overflade.
Men med en så kort orbital periode ville disse elementer være fuldstændig fordampet for længe siden. Asteroiden afgiver dog stadig gas.
I en ny undersøgelse ledet af Joseph Masiero fra Caltechs forskningsorganisation IPAC (Infrared Processing and Analysis Center) undersøgte et team af forskere Phaethons kometlignende adfærd, da den nærmede sig solen, og forsøgte at finde ud af, hvad asteroiden kunne drives frem i plads.
Og de tror, at de har deres eget svar.
Ved en temperatur på 750 ° C kan natrium "flygte" fra overfladen af en asteroide ud i rummet. Derudover findes natrium i overflod på asteroider og kan forklare den kontinuerlige gasudvikling observeret på Phaethon under dets periheliale passage hver 524 dage.
Det vil sige … hvis der er nok natrium i Phaeton.
For at finde et komplekst svar på dette spørgsmål vender vi tilbage til den Geminid meteorregn, som Phaethon skaber.
Meteorbyger opstår, når små stykker stenet materiale, der kastes fra overfladen af deres forældrekroppe, kommer ind i Jordens atmosfære og brænder op og producerer forskellige farver og lysstyrke, afhængigt af deres sammensætning.
Hvis meteoritten indeholder natrium, lyser den orange, når den kommer ind i atmosfæren.
Og deri ligger problemet. Geminider har et lavt natriumindhold. Så hvordan kan natrium forklare Phaethons kometlignende aktivitet?
Før udforskning af Masiero og andre blev det antaget, at stenmateriale, der blev skubbet ud fra Phaethon, mistede sit natrium kort efter at have forladt asteroiden, hvilket ville forklare fraværet af orange meteoritter under Geminiderne.
Masieros forskning tyder imidlertid på, at natrium kan være hovedkraften, der skubber stenmateriale ud af Phaetons overflade.
Teamet spekulerer i, at når Phaeton varmer op, når det nærmer sig solen, opvarmes natriumet på asteroiden og fordamper i rummet.
Men som med is, hvis natrium eksisterede på overfladen af Phaethon, ville det være opvarmet og fordampet for længe siden. Således skulle natrium i stedet komme fra det indre af asteroiden, transporteret til dets overflade for gasdannelse gennem små revner.
Når det fordampede natrium "suser" gennem rummet gennem små revner og sprækker på asteroideoverfladen, vil det skabe jetfly med tilstrækkelig kraft til at drive stenet materiale ud af overfladen. Således skaber Geminiderne og den vedvarende kometlignende adfærd set i dag.
"Asteroider som Phaethon har meget svag tyngdekraft, så det kræver ikke meget kraft at smide snavs fra overfladen eller slå sten ud af en revne," siger Björn Davidsson, medforfatter og forsker ved NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL).
Udkastning af dette materiale ville forklare den kometlignende glød af Phaeton, og fraværet af natrium på den ydre overflade af Phaeton ville forklare, hvorfor Geminiderne mangler natrium.
”Vores modeller går ud fra, at dette kræver meget lidt natrium - intet eksplosivt som udbrud af damp fra overfladen af en iskold komet; det er mere som et konstant hvæs."
Så hvordan testede teamet deres hypotese?
Masiero og hans kolleger testede prøver af Allende -meteoritten i JPL -laboratoriet, der faldt i Mexico i 1969 og tilhører samme klasse af asteroider, kulstofholdige kondritter, som Phaeton.
Teamet opvarmede meteoritfragmenterne til den maksimale temperatur, Phaethon oplever under sin tilgang til Solen. Derudover simulerede teamet en dag på Phaeton, der varer 3 timer.
”Ved sammenligning af prøver før og efter vores laboratorietests gik natrium tabt, mens andre elementer var tilbage. Dette tyder på, at det samme kan ske på Phaeton og ser ud til at være i overensstemmelse med resultaterne af vores modeller,”sagde Yang Liu, JPL-forsker og medforfatter af undersøgelsen.
Resultaterne kan forklare, hvordan andre asteroider fortsat er aktive, da de kan gennemgå den samme proces som Phaeton.
Resultaterne af undersøgelsen af Maziero og kolleger understøtter også hypotesen om, at klassificering af små objekter i solsystemet som kometer eller asteroider er en forenkling.
Nogle forskere mener, at faktorer som ismængden, og hvilke elementer der fordamper ved visse temperaturer, bør spille en vigtig rolle i klassificeringen af små kroppe.
En undersøgelse foretaget af Maziero og kolleger med titlen Sodium Volatility in Carbonaceous Chondrites at Temperatures, der svarer til Asteroider med lav Perihelion, kan findes i august 2021 -udgaven af Planetary Science Journal.