Vesta története a Stein Max Planck Társaságban

A protoplanetán lévő sötét anyag a szerpentin ásványi anyagot tartalmazza - és ezért idegen eredetűnek kell lennie

A sziklák történetet mesélnek: Mivel minden ásvány csak bizonyos körülmények között képződik, betekintést nyújtanak a test fejlődésébe, amelyen találhatók. A Max Planck Naprendszer-kutató Intézet tudósai most kezdték el előhívni ezt a történetet a Vesta protobolygó titokzatos sötét anyagából. A NASA Dawn űrszonda fedélzetén található kamerarendszer segítségével először sikerült ásványi komponenst kimutatni szerpentinnel. A felfedezés véget vet a sötét anyag eredetéről folytatott vitának: A primitív aszteroidáknak biztosan magukkal hozták és elosztották a protobolygón, amikor becsapódtak.

I. Numisia: Az Egyenlítőtől délre található Numisia-kráter átmérője 30 kilométer. A NASA Dawn űrszonda fedélzetén lévő tiszta szűrővel ellátott kamerarendszer felvételei sötét anyagot mutatnak mind a kráter falain, mind az ütközés során kidobott anyagban.

Az úgynevezett sötét anyag, amely szórványosan megtalálható a Vesta protoplanetta felszínén, az egyik rendkívüli tulajdonsága. A NASA űrszonda megérkezése óta Hajnal 2011 júliusában a fényt ugyanolyan hatékonyan elnyelő anyag, mint a korom, foglalkoztatja a tudományos közösséget. Milyen anyagokból készül? Hogyan jött létre? És mit árul el erről az egyedülálló égitestről, amely bolygóvá készül, de mintegy 4,5 milliárd évvel ezelőtt elakadt ennek a fejlődésnek a korai szakaszában?

Új tanulmányukban a Max Planck kutatói megválaszolják ezeket a kérdéseket. Tehát megtalálták a szilikát szerpentint a sötét anyagban, amelyet széndúsnak jellemeztek körülbelül másfél évvel ezelőtt. "Az, hogy az egyes elemek és az egyszerű vegyületek, például az OH-csoportok mellett összetett ásványi anyagokat is képesek meghatározni, döntő előrelépést jelent számunkra" - mondja Andreas Nathues a Max Planck Naprendszer-kutató Intézetből.

Mint minden ásványi anyag, a szerpentin is csak bizonyos körülmények között képződik: a nyomás és a hőmérséklet nem lehet sem túl magas, sem túl alacsony. Ha más elemek, például hidrogén kíséri a születési órát, előnyösen más vegyületek képződnek. "Az ásványi anyagok kimutatása a sötét anyagban hozzáférést biztosít egy teljesen új típusú információhoz" - mondja Nathues. „Már nem kell csupán arra a kérdésre korlátozódnunk, hogy ez az anyag mi készül. Az ásványi anyagok megmondják, milyen környezeti feltételeknek volt kitéve. "

A szerpentin például nem bírja a 400 Celsius fok feletti hőmérsékletet: Az ásványi anyagban található oxigén- és hidrogénatom vegyületei ezután megváltoznak, és a környezeti feltételektől függően más anyagok jönnek létre. "Tehát a sötét anyag nem lett nagyon forró" - fejezi be Max Planck kutatója, Martin Hoffmann.

Numisia II: Színszűrőinek segítségével a kamerarendszer a visszavert fényt egyedi hullámhossz-tartományokra bontja annak érdekében, hogy a Numisia-kráterben és annak körüli felületi összetételben további különbségek láthatók legyenek. Ilyen adatokban a kutatók megtalálták a szerpentin ásvány jellegzetes ujjlenyomatát.

Mivel a Vesta - a sokkal kisebb aszteroidákkal ellentétben - korai fejlődési fázisban forró volt és megolvadt, a sötét anyag nem lehet eredeti része a protoplanetának. A vulkanikus eredet, amelyről egyes tudósok feltételezik, szintén kizárt.

"Az egyetlen lehetőség az aszteroidák hatásai maradnak" - mondja Hoffmann, rámutatva, hogy egyes primitív meteoritok általában szerpentint tartalmaznak. Ezeket a szénben gazdag aszteroidák töredékeinek tekintik. Az ilyen hatásoknak szintén viszonylag nyugodtnak kellett lenniük, mert még egy aszteroida is, amely nagy sebességgel ütközött, túl magas hőmérsékletet okozott volna.

Egy korábbi tanulmányban a Max Planck Naprendszer-kutató Intézet tudósai kiszámolták, hogyan oszlik el a sötét anyag egy ilyen esemény következtében. A déli féltekén található két nagy becsapódási medence egyikének szélén lévő tényleges helyek megfelelnek ezeknek a számításoknak.

A jelenlegi eredmények kulcsa a kamerarendszer által az űrhajó fedélzetén készített képek új és pontosabb elemzése volt Hajnal a Vesta körüli pályákról vették 2011. július és 2012. szept. A hét színszűrő kiszűrhet bizonyos hullámhossz-tartományokat a Vesta által az űrbe visszavert fénytől, és így felismerheti bizonyos anyagok jellegzetes ujjlenyomatát.

„A sötét kréták meredek szélein a sötét anyag nem nagy. Néha csak néhány száz métert nyújt egy irányba. ”- magyarázza Nathues, a kameracsoport vezetője a metrológiai kihívásokat. Csak gondos újrakalibrálás útján nyerték ki az új információkat az adatokból. A kutatók a spektrométer mérési adatait is felhasználták VIR a szonda fedélzetén.

Annak érdekében, hogy a szerpentint egyértelműen azonosítsák fényképezőgép-adataikban, a tudósok a laboratóriumban serpentint és meteoritokat tartalmazó ásványi keverékeket is vizsgáltak. Az ujjlenyomatok, amelyeket ezek a minták visszavert fényben hagynak, jól egyeznek a Vesta valós mérési adataival.

A küldetés Hajnal a NASA amerikai űrügynökség Jet Propulsion Laboratory (JPL) irányítja. A JPL a pasadenai Kaliforniai Műszaki Intézet részlege. A misszió tudományos részéért a Los Angeles-i Kaliforniai Egyetem felel. Az űrszonda fedélzetén található kamerarendszert a göttingeni Max Planck Naprendszer-kutató Intézet irányításával fejlesztették ki a berlini német űrkutatási központ (DLR) bolygókutató intézetével és a Braunschweig-i Adattechnikai és Kommunikációs Hálózatok Intézetével együttműködésben. épült. A kameraprojektet pénzügyileg a Max Planck Society, a DLR és a NASA/JPL támogatja.

A VIR spektrométert az Olasz Űrügynökség bocsátotta rendelkezésre, és a Római Nemzeti Asztrofizikai Intézet működteti a Selex Galileóval együttműködve. A hangszert a Selex Galileo irányításával építették.