Даже спустя 200 лет после открытия астероида 16 Психея астрономы продолжают спорить о его происхождении. Этот объект десятый по массе в главном поясе между Марсом и Юпитером и крупнейший известный металлический астероид с диаметром около 140 миль.
Миссия НАСА «Психея», которая прибудет к астероиду в 2029 году, призвана дать ответы на эти вопросы. Ученые предполагают, что астероид может быть остатками ранней планеты, разрушенной в результате сильных столкновений, или фрагментом тела, которое когда-то разделилось на слои, прежде чем потерять каменистую кору. Другие гипотезы указывают на то, что Психея изначально была металлической или превратилась в смесь камня и металла после многократных ударов другими астероидами. Каждая из этих версий по-своему влияет на представления о формировании планет в ранней Солнечной системе. Чтобы проверить эти сценарии, исследователи из Лаборатории лунных и планетарных исследований Университета Аризоны провели моделирование образования крупного кратера вблизи северного полюса Психеи. Результаты опубликованы в JGR Planets и направлены на то, чтобы помочь интерпретировать данные, которые соберет миссия НАСА.
«Крупные ударные кратеры углубляются в астероид и дают представление о его внутреннем составе. Смоделировав образование одного из крупнейших кратеров, мы смогли сделать проверяемые предсказания о составе Психеи до прибытия космического аппарата», — отмечает Намья Байял, аспирантка Лаборатории плазматической физики и первый автор исследования. Менее 10% астероидов главного пояса богаты металлами, и Психея является самым крупным из них. Однако распределение металла внутри астероида станет известно только после прибытия космического аппарата.
Особое внимание в моделировании уделялось пористости астероида — количеству пустого пространства внутри него. «Пористость сильно влияет на процесс удара и форму кратеров», — говорит Байял. В пористом астероиде энергия удара поглощается эффективнее, образуются более глубокие и крутые кратеры с меньшим количеством выброшенного материала. Сравнение смоделированных кратеров с реальными наблюдениями поможет понять, состоит ли внутренняя структура Психеи из слоев породы и металла или из перемешанной смеси материалов.
Исследователи выделяют два основных сценария внутренней структуры: слоистая — с металлическим ядром и тонкой каменистой мантией, образованной после сильного удара, и однородная смесь металла и силикатов, результат более катастрофического столкновения. Команда воспроизвела формирование кратера диаметром около 30 миль и глубиной 3 мили при скорости удара около 3 миль в секунду, характерной для главного пояса астероидов.
«Мы обнаружили, что ударный объект диаметром около трех миль создает кратер нужных размеров, — отмечает Байял. — Форма кратера согласуется с обоими сценариями». В отличие от планет, многие астероиды не состоят из твердой породы, а включают значительные объемы пустоты или обломки после прошлых столкновений. Учет пористости позволил моделям точнее предсказать не только форму кратеров, но и распределение выброшенных материалов.
Космический аппарат «Психея» будет изучать поверхность астероида, его гравитационное и магнитное поля, а также состав. Моделирование, проведенное исследователями, предсказывает закономерности распределения металлов и плотности внутри астероида, которые помогут команде интерпретировать данные.
«Когда аппарат достигнет Психеи, геохимики, геологи и специалисты по моделированию будут работать с одним объектом, пытаясь понять его строение, — говорит Эрик Асфауг, профессор и соавтор исследования. — Наши модели дают нам значительное преимущество».
Ожидается, что миссия «Психея» предоставит уникальную возможность заглянуть в недра астероида, потенциально открыв окно в ранние этапы формирования планет, недоступные для прямого изучения на Земле, Марсе или Венере.
Миссия НАСА «Психея», которая прибудет к астероиду в 2029 году, призвана дать ответы на эти вопросы. Ученые предполагают, что астероид может быть остатками ранней планеты, разрушенной в результате сильных столкновений, или фрагментом тела, которое когда-то разделилось на слои, прежде чем потерять каменистую кору. Другие гипотезы указывают на то, что Психея изначально была металлической или превратилась в смесь камня и металла после многократных ударов другими астероидами. Каждая из этих версий по-своему влияет на представления о формировании планет в ранней Солнечной системе. Чтобы проверить эти сценарии, исследователи из Лаборатории лунных и планетарных исследований Университета Аризоны провели моделирование образования крупного кратера вблизи северного полюса Психеи. Результаты опубликованы в JGR Planets и направлены на то, чтобы помочь интерпретировать данные, которые соберет миссия НАСА.«Крупные ударные кратеры углубляются в астероид и дают представление о его внутреннем составе. Смоделировав образование одного из крупнейших кратеров, мы смогли сделать проверяемые предсказания о составе Психеи до прибытия космического аппарата», — отмечает Намья Байял, аспирантка Лаборатории плазматической физики и первый автор исследования. Менее 10% астероидов главного пояса богаты металлами, и Психея является самым крупным из них. Однако распределение металла внутри астероида станет известно только после прибытия космического аппарата.
Особое внимание в моделировании уделялось пористости астероида — количеству пустого пространства внутри него. «Пористость сильно влияет на процесс удара и форму кратеров», — говорит Байял. В пористом астероиде энергия удара поглощается эффективнее, образуются более глубокие и крутые кратеры с меньшим количеством выброшенного материала. Сравнение смоделированных кратеров с реальными наблюдениями поможет понять, состоит ли внутренняя структура Психеи из слоев породы и металла или из перемешанной смеси материалов.
Исследователи выделяют два основных сценария внутренней структуры: слоистая — с металлическим ядром и тонкой каменистой мантией, образованной после сильного удара, и однородная смесь металла и силикатов, результат более катастрофического столкновения. Команда воспроизвела формирование кратера диаметром около 30 миль и глубиной 3 мили при скорости удара около 3 миль в секунду, характерной для главного пояса астероидов.
«Мы обнаружили, что ударный объект диаметром около трех миль создает кратер нужных размеров, — отмечает Байял. — Форма кратера согласуется с обоими сценариями». В отличие от планет, многие астероиды не состоят из твердой породы, а включают значительные объемы пустоты или обломки после прошлых столкновений. Учет пористости позволил моделям точнее предсказать не только форму кратеров, но и распределение выброшенных материалов.
Космический аппарат «Психея» будет изучать поверхность астероида, его гравитационное и магнитное поля, а также состав. Моделирование, проведенное исследователями, предсказывает закономерности распределения металлов и плотности внутри астероида, которые помогут команде интерпретировать данные.
«Когда аппарат достигнет Психеи, геохимики, геологи и специалисты по моделированию будут работать с одним объектом, пытаясь понять его строение, — говорит Эрик Асфауг, профессор и соавтор исследования. — Наши модели дают нам значительное преимущество».
Ожидается, что миссия «Психея» предоставит уникальную возможность заглянуть в недра астероида, потенциально открыв окно в ранние этапы формирования планет, недоступные для прямого изучения на Земле, Марсе или Венере.
📅 17-03-2026, 15:35
