ALMA составила детальную карту теплового излучения Психеи

Данные наземной системы радиотелескопов ALMA помогли создать самую детальную карту теплового излучения астероида Психея — самого крупного металлического астероида. Оказалось, что лучше всего наблюдаемые необычные свойства астероида описывает модель, в которой его поверхность представляет собой пористую смесь силикатов и металлов, причем металлов не может быть очень много. Статья опубликована в журнале Planetary Science Journal.

Исследования астероидов, которые представляют собой остатки планетезималей, позволяют разобраться в процессах, шедших на заре формирования Солнечной системы. Наиболее крупные планетезимали или протопланеты могли достаточно долго удерживать тепло внутри себя, чтобы прошли процессы дифференциации их недр на кору, мантию и ядро; ученые считают, что фрагменты таких тел до сих пор находятся в Главном поясе астероидов. Например, астероиды класса M, считающиеся родительскими телами железных метеоритов, попадающих на Землю, могут быть фрагментами ядер крупных планетезималей.

Наиболее крупным (277×238×168 километров) и интересным для ученых представителем металлических астероидов является астероид (16) Психея — ранее выяснилось, что это тело может быть фрагментом ядра протопланеты. Для его исследований NASA разрабатывает автоматическую межпланетную станцию Psyche, которая отправится в космос летом 2022 года и поможет ученым понять свойства Психеи, восстановить картину ее эволюции и оценить астероид с точки зрения добычи полезных ископаемых в космосе.

Группа астрономов во главе с Кэтрин де Клер (Katherine de Kleer) из Калифорнийского технологического института опубликовала результаты наблюдений в миллиметровом диапазоне волн за Психеей 19 июня 2019 года при помощи наземной системы радиотелескопов ALMA. Целью ученых стало оценка различных свойств поверхности Психеи на основе построенной карты интенсивности и поляризации теплового излучения от астероида с наибольшим пространственным разрешением на сегодня — 30 километров на пиксель. На момент наблюдений астероид находился на расстоянии 2,04 астрономических единиц от Земли.

Оказалось, что величина тепловой инерции поверхности Психеи выше, чем типичные значения для крупных астероидов, что соответствует плотному и хорошо проводящему тепло материалу поверхности, однако сильно отличается от значений, характерных для скалистой поверхности, что свидетельствует о пористом или покрытом реголитом поверхностном слое астероида. Оценка диэлектрической проницаемости материала поверхности Психеи оказалась выше, чем практически у всех земных пород, и значительно выше, чем реголит, наблюдаемый на планетах земной группы или на Луне. Это позволило исключить из рассмотрения модели с полностью металлическим поверхностным слоем любой пористости, тем не менее, содержание металла в поверхностном слое Психеи должно составлять не менее 20 процентов.

Тепловое излучение Психеи практически полностью неполяризовано, что очень необычно. Даже если поверхность астероида характеризуется высокой шероховатостью, она не может уменьшить поляризацию настолько сильно. Ученые пришли к выводу, что устранить поляризацию излучения могло его рассеяние на отражающих металлических частиц в диапазоне размеров от десятков микрон до миллиметров. Лучше всего свойства Психеи может объяснить модель, где ее поверхность представляет собой пористую смесь силикатов и металлов (в форме сульфидов или оксидов железа или других соединений металлов).

Осенью этого года будет запущена в космос еще одна межпланетная станция для исследования астероидов — «Люси». Она будет исследовать необычные троянские астероиды Юпитера. 

Александр Войтюк