08 декември 2021
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Изпаряващият се натрий обяснява кометна активност на астероида Фаетон

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 19 август 2021 в 00:00 87550
Тази илюстрация изобразява астероида Фаетон, нагряващ от Слънцето. Повърхността на астероида се нагрява толкова много, че натрият в Фаетон може да се изпари и да се освободи в космоса, което кара астероида да свети като комета и да изхвърля малки парчета скални отломки. Кредит: JPL-Caltech, IPAC, NASA

Приближавайки до Слънцето, астероидът Фаетон се нагрява толкова силно, че натрият от вътрешността му започва да се изпарява и да се освобождава в космоса. Това кара астероида да свети като комета и да изхвърля малки парчета скални отломки, някои от които виждаме като метеорния поток Джеминиди..

Когато кометите, наричани "мръсни снежни топки" се приближават към Слънцето през вътрешната Слънчева система, те се загряват, ледовете под повърхността им се изпаряват в космоса. Отделената пара се изхвърля заедно с прах и камъчета, създавайки ярка опашка, която може да се простира на милиони километри от ядрото като ефирен воал.

Докато кометите съдържат много лед от различен състав (въглероден диоксид, метан и вода), астероидите са предимно скални и не произвеждат такива величествени гледки.

Сега ново проучване разкри как астероидът (3200) Фаетон може да проявява кометоподобна активност, въпреки липсата на значителни количества лед.

Известен като източник на ежегодния метеоритен поток Джеминиди, астероидът с ширина 5,8 километра става ярък, когато се доближава до Слънцето. Какво кара Фаетон да свети, след като не изпарява лед?

Той се движи около Слънцето по силно удължена орбита, извършвайки пълна обиколка за 524 дни. През това време астероидът успява да стигне далеч отвъд орбитата на Марс и да се доближи до Слънцето два пъти по-близо от Меркурий.

През периодите на приближаване към Слънцето повърхността на Фаетон се нагрява до температури над 750° C, от него започва активно изпаряване, така че астероидът се вижда много по-ярък. При такава топлина всякакъв лед от вода, въглероден диоксид или въглероден окис близо до повърхността на астероида отдавна би би се изпарил. Но при тази температура може да се отделя натрий от скалите на астероида в космоса.

От друга страна, наблюденията на спектъра на метеорите Джеминиди, изгарящи в земната атмосфера, показват, че в тях практически липсва натрий.

Решението на този парадокс е намерено от Джоузеф Масиеро (Joseph Masiero) и неговите колеги от Калифорнийския технологичен институт (Caltech), чиято статия е публикувана в Planetary Science Journal.

„Фаетон е любопитен обект, който става активен, приближавайки се до Слънцето“, коментира водещият на изследването Джоузеф Масиеро, учен от IPAC, изследователска организация в Калтех. „Знаем, че това е астероид и източник на Джеминидите. Но той съдържа малко или никакъв лед, така че бяхме заинтригувани от възможността натрият, който е сравнително изобилен в астероидите, да бъде елементът, задвижващ тази дейност".

Връзката астероид-метеор

Масиеро и неговият екип решават загадката на яркостта на Фаетон, вдъхновени от наблюденията на Джеминидите.

Когато метеороидите - малки парчета космически скалисти отломки - преминават през земната атмосфера като метеори, те се разпадат. Но преди да го направят, триенето с атмосферата кара въздуха около метеороидите да достигне хиляди градуси, генерирайки светлина. Цветът на тази светлина представя елементите, които съдържат. Натрият например създава оранжев оттенък. Известно е, че джеминидите са с ниско съдържание на натрий.

Досега се предполагаше, че тези малки парчета скала по някакъв начин са загубили натрия си, след като са напуснали астероида. Това ново проучване предполага, че натрият всъщност може да играе ключова роля в изхвърлянето на метеороидите на Джеминидите от повърхността на Фаетон.

Изследователите смятат, че с приближаването на астероида към Слънцето натрият му се нагрява и изпарява. Този процес отдавна би изчерпал натрия от повърхността на астероида, но натрият във вътрешността все още се нагрява, изпарява и освобождава в космоса през пукнатини и цепнатини във външната кора на Фаетон. Тези струи имат достатъчно мощност, за да изхвърлят каменисти отломки от повърхността. Така че разкъсващият повърхността натрий може да обясни не само кометоподобното изсветляване на астероида, но и защо Джеминидите се изхвърлят от астероида и защо съдържат малко натрий.

„Астероидите като Фаетон имат много слаба гравитация, така че не се изисква много сила, за да се отделят отломки от повърхността“, отбелязва Бьорн Дейвидсън (Björn Davidsson), учен от Лабораторията за реактивни двигатели (JPL) на НАСА и съавтор на изследването.

„Нашите модели предполагат, че за това са необходими много малки количества натрий - нищо експлозивно като изригващите пари от повърхността на ледена комета, това е по-скоро постоянно съскане като от шампанско".

Нужни са лабораторни тестове

За да разберат дали натрият се изпарява, раззбутвайки скалите на астероида, изследователите тестват проби от метеорита "Алиенде", паднал над Мексико през 1969 г., в лаборатория на JPL. Метеоритът може да е дошъл от астероид, сравним с Фаетон, и принадлежи към клас метеорити, наречени въглеродни хондрити, които са се образували в най-ранните години на Слънчевата система. След това изследователите нагряват парчета от метеорита до най-високата температура, която Фаетон би изпитал, когато се приближи до Слънцето.

„Тази температура е около точката, в която натрият се отделя от скалите“, разказва Ян Лиу (Yang Liu), учен от JPL и съавтор на изследването. „Така че симулирахме този нагряващ ефект в продължение на едно „денонощие“на Фаетон - неговия тричасов период на въртене - и сравнявайки минералите на пробите преди и след нашите лабораторни тестове, натрият се изгуби, докато другите елементи бяха изостанали. Това предполага, че същото може да се случва и на Фаетон и изглежда се съгласува с резултатите от нашите модели".

Новото проучване подкрепя все повече доказателства, че категоризирането на малките обекти в нашата Слънчева система като „астероиди“ и „комети“ е прекалено опростено, би трябвало да е в зависимост не само от това колко лед съдържат, но и от това кои елементи се изпаряват при по-високи температури.

„Последното ни откритие е, че ако условията са подходящи, натрият може да обясни природата на някои активни астероиди, правейки нюанса между астероиди и комети още по-сложен, отколкото осъзнавахме по-рано“, коментира Масиеро.

Справка:  “Volatility of Sodium in Carbonaceous Chondrites at Temperatures Consistent with Low-perihelion Asteroids” by Joseph R. Masiero, Björn J. R. Davidsson, Yang Liu, Kelsey Moore and Michael Tuite, 16 August 2021, The Planetary Science Journal.
DOI: 10.3847/PSJ/ac0d02

Източник: Fizzing Sodium May Explain Asteroid Phaethon’s Majestic Cometlike Activity, JPL


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.