Povestea lui Vesta în Societatea Stein Max Planck
Materialul întunecat de pe protoplanetă conține serpentina minerală și, prin urmare, trebuie să fie de origine străină
Stâncile spun o poveste: Deoarece fiecare mineral se formează numai în anumite condiții, ele oferă o perspectivă asupra dezvoltării corpului pe care se găsesc. Oamenii de știință de la Institutul Max Planck pentru Cercetarea Sistemului Solar au început acum să obțină această poveste din misteriosul material întunecat de pe protoplaneta Vesta. Cu ajutorul sistemului de camere de la bordul sondei spațiale Dawn a NASA, pentru prima dată a fost posibil să se detecteze o componentă minerală cu serpentină. Descoperirea pune capăt discuției despre originea materialului întunecat: asteroizii primitivi trebuie să-l fi adus cu ei și să-l distribuie pe protoplanetă când au lovit.
Numisia I: Craterul Numisia direct la sud de ecuator are un diametru de 30 de kilometri. Înregistrările sistemului de camere de la bordul sondei spațiale Dawn a NASA, cu filtrul clar, arată material întunecat atât pe pereții craterului, cât și în materialul care a fost expulzat în timpul impactului.
Numisia I: Craterul Numisia, direct la sud de ecuator, are un diametru de 30 de kilometri. Înregistrările sistemului de camere de la bordul sondei spațiale NASA Dawn cu filtrul clar arată material întunecat atât pe pereții craterului, cât și în materialul care a fost evacuat în timpul impactului.
Așa-numitul material întunecat care se găsește sporadic pe suprafața protoplanetei Vesta este una dintre caracteristicile sale cele mai extraordinare. De la sosirea navei spațiale NASA Zori În iulie 2011, materialul, care absoarbe lumina la fel de eficient ca funinginea, ocupă comunitatea științifică. Din ce materiale este fabricat? Cum a apărut? Și ce dezvăluie despre acest corp unic ceresc, care se pregătea să devină o planetă, dar care s-a blocat într-o fază timpurie a acestei dezvoltări acum aproximativ 4,5 miliarde de ani?
În noul lor studiu, cercetătorii Max Planck răspund la unele dintre aceste întrebări. Așadar, au găsit serpentina de silicat în materialul întunecat pe care l-au caracterizat ca fiind bogat în carbon acum aproximativ un an și jumătate. „Abilitatea de a identifica minerale complexe în plus față de elemente individuale și compuși simpli precum grupurile OH ne aduce un pas decisiv mai departe”, spune Andreas Nathues de la Institutul Max Planck pentru Cercetarea Sistemului Solar.
La fel ca orice mineral, serpentina se formează numai în anumite condiții: presiunea și temperatura nu trebuie să fie nici prea mari, nici prea mici. Dacă alte elemente precum hidrogenul însoțesc ora nașterii, se formează de preferință alți compuși. „Detectarea mineralelor în materialul întunecat ne oferă acces la un tip complet nou de informații”, spune Nathues. „Nu mai trebuie să ne limităm la întrebarea din ce este făcut acest material. Mineralele ne spun la ce condiții de mediu a fost expus. "
Serpentina, de exemplu, nu poate rezista la temperaturi de peste 400 de grade Celsius: Compușii unui oxigen și a unui atom de hidrogen conținut în mineral se schimbă apoi și, în funcție de condițiile ambientale, sunt create alte substanțe. „Deci materialul întunecat nu s-a încălzit foarte mult”, concluzionează cercetătorul lui Max Planck, Martin Hoffmann.
Numisia II: Cu ajutorul filtrelor sale de culori, sistemul camerei descompune lumina reflectată în lungimi de undă individuale, pentru a face vizibile diferențe suplimentare în compoziția suprafeței din și în jurul craterului Numisia. În astfel de date, cercetătorii au descoperit amprentele caracteristice ale serpentinei minerale.
Deoarece Vesta - spre deosebire de asteroizii mult mai mici - a fost fierbinte și topit într-o fază timpurie de dezvoltare, materialul întunecat nu poate fi o parte originală a protoplanetei. Este de asemenea exclusă o origine vulcanică, pe care unii oameni de știință o suspectează.
„Singura posibilitate rămâne impactul asteroizilor”, spune Hoffmann, subliniind că unii meteoriți primitivi conțin de obicei serpentină. Acestea sunt considerate a fi fragmente de asteroizi bogați în carbon. Astfel de impacturi trebuie să fi fost, de asemenea, relativ pe îndelete, deoarece un asteroid care are impact la viteze mari ar fi generat temperaturi excesiv de ridicate.
Într-un studiu anterior, oamenii de știință de la Institutul Max Planck pentru Cercetarea Sistemului Solar au calculat modul în care materialul întunecat va fi distribuit ca urmare a unui astfel de eveniment. Siturile reale de la marginea unuia dintre cele două bazine mari de impact din emisfera sudică se potrivesc cu aceste calcule.
Cheia rezultatelor actuale a fost o analiză nouă și mai precisă a imaginilor luate de sistemul de camere de la bordul navei spațiale Zori preluat de pe orbite în jurul Vesta între iulie 2011 și septembrie 2012. Cele șapte filtre de culoare pot filtra anumite lungimi de undă de la lumina pe care Vesta o reflectă înapoi în spațiu și astfel pot detecta amprentele caracteristice ale anumitor materiale.
„Zonele în care materialul întunecat apare pe marginile abrupte ale craterelor mari nu sunt mari. Uneori se extinde doar pe câteva sute de metri într-o singură direcție ”, spune Nathues, șeful echipei de camere, explicând provocările de măsurare. Abia printr-o recalibrare atentă, noile informații au fost extrase din date. Cercetătorii au folosit, de asemenea, date de măsurare din spectrometru VIR la bordul sondei.
Pentru a identifica fără echivoc serpentina în datele camerei lor, oamenii de știință au examinat, de asemenea, amestecuri minerale care conțin serpentină și meteoriți în laborator. Amprentele digitale pe care aceste eșantioane le lasă în lumină reflectată sunt de acord cu datele reale de măsurare de la Vesta.
Misiunea Zori este regizat de Jet Propulsion Laboratory (JPL) al agenției spațiale americane NASA. JPL este o divizie a California Institute of Technology din Pasadena. Universitatea din California din Los Angeles este responsabilă pentru partea științifică a misiunii. Sistemul de camere de la bordul sondei spațiale a fost dezvoltat sub direcția Institutului Max Planck pentru Cercetarea Sistemului Solar din Göttingen în cooperare cu Institutul de Cercetări Planetare al Centrului German Aerospațial (DLR) din Berlin și Institutul pentru Tehnologia Datelor și Rețelele de Comunicare din Braunschweig construit. Proiectul camerei este susținut financiar de Max Planck Society, DLR și NASA/JPL.
Spectrometrul VIR a fost pus la dispoziție de Agenția Spațială Italiană și este operat de Institutul Național de Astrofizică din Roma în colaborare cu Selex Galileo. Instrumentul a fost construit sub direcția Selex Galileo.