科学探索|研究表明金属小行星Psyche可能隐藏着岩石成分研究表明金属小行星Psyche可能

科学家们认为小行星Psyche可能是一个大的“纯铁球”，但是新的研究表明它很可能隐藏着岩石成分。根据布朗大学和普渡大学的研究人员的一项新研究，美国宇航局（NASA）计划在2026年用航天器访问的小行星16 Psyche，其蕴藏的重金属可能比科学家所猜测的要少，而硬岩要多。

文章图片

Psyche在火星和木星之间的小行星带中围绕太阳运行，是最大的M型小行星，其主要成分是铁和镍，而不是构成大多数其他小行星的硅酸盐岩石。但是当从地球上看时，Psyche对其成分发出了混合信号。
它所反射的光线告诉科学家，其表面确实主要是金属。这导致人们猜测，Psyche可能是一个原始行星体的暴露的铁芯--它的岩石外壳和地幔在一次古老的碰撞中被炸掉了。然而，对Psyche的质量和密度的测量告诉研究人员一个不同的故事。它的引力对邻近天体的拉扯方式表明，Psyche的密度远远低于一个巨大的铁块应该有的密度。因此，如果Psyche确实是全金属的，它就必须是高度多孔的--有点像一个巨大的钢丝棉球，其空隙和固体金属的比例几乎相等。
布朗大学的博士生、该研究的主要作者Fiona Nichols-Fleming说：“我们在这项研究中想做的是看看像Psyche这样大小的铁体是否有可能保持接近50%的孔隙率。我们发现，这是几乎不可能的。”

文章图片

为了进行进一步的研究，Nichols-Fleming与布朗大学的副教授Alex Evans以及普渡大学的教授Brandon Johnson和Michael Sori合作。该小组根据已知的金属铁的热属性建立了一个计算机模型，以估计一个大型铁体的孔隙率将如何随着时间的推移而演变。
该模型显示，为了保持高度的多孔性，Psyche的内部温度必须在其形成后不久冷却到800开尔文以下。在高于这个温度的情况下，铁的延展性会非常好，Psyche自身的重力会使其内部的大部分孔隙坍塌。研究人员说，根据对早期太阳系条件的了解，像Psyche这样大小的天体（直径约为140英里）极不可能如此迅速地冷却下来。
此外，任何可能在Psyche形成后为其增加孔隙的事件--例如一次巨大的撞击--都可能将Psyche重新加热到800K以上。
研究人员总结说，综合来看，这些结果表明Psyche可能不是一个多孔的全铁体。更有可能的是，它藏有一个隐藏的岩石成分，促使其密度下降。但是，如果Psyche确实有一个岩石成分，为什么从地球上看它的表面看起来如此金属化呢？研究人员说，有几种可能的解释。
其中一个可能性是“铁火山”现象。研究人员说，有可能Psyche实际上是一个具有岩石地幔和铁核心的分化体。但是广泛的铁火山活动可能已经将大量的Psyche的核心带到了表面，在其岩石地幔上涂上了一层铁涂层。Johnson和Evans之前的研究表明，铁火山活动在Psyche这样的天体上是可能的。
无论情况如何，科学家们很快就会对这颗神秘的小行星有一个更清晰的了解。今年晚些时候，NASA计划发射一个航天器，在经过四年的小行星带旅行后与Psyche会合。
【科学探索|研究表明金属小行星Psyche可能隐藏着岩石成分】Nichols-Fleming说：“这项任务令人激动，因为Psyche是一个如此怪异和神秘的东西。所以任务发现的任何东西都将是太阳系真正重要的新数据点。”