Glavni AsteroidiSonda zore najde dokaze o podzemnem ledu na Vesti

Sonda zore najde dokaze o podzemnem ledu na Vesti

Asteroidi : Sonda zore najde dokaze o podzemnem ledu na Vesti

Leta 2011 je Nasina vesoljska ladja Dawn vzpostavila orbito okoli velikega asteroida (aka. Planetoid), znanega kot Vesta. V naslednjih 14 mesecih je sonda izvedla podrobne študije površine Veste z zbirko znanstvenih instrumentov. Te ugotovitve so pokazale veliko o zgodovini planetoida, njegovih površinskih značilnostih in njegovi strukturi - za katero se verjame, da je različna, kot skalnati planeti.

Poleg tega je sonda zbirala pomembne informacije o ledeni vsebnosti Vesta. Potem ko so zadnja tri leta presejali podatke sonde, je skupina znanstvenikov pripravila novo študijo, ki nakazuje možnost podzemnega ledu. Te ugotovitve bi lahko imele posledice, ko gre za naše razumevanje, kako so nastajala sončna telesa in kako se je voda zgodovinsko prevažala skozi Osončje.

Njihova študija z naslovom "Orbitalna bistatska radarska opazovanja asteroida Vesta s pomočjo misije zore" je bila nedavno objavljena v znanstveni reviji Nature Communications. Pod vodstvom Elizabeth Palmer, študentke univerze Western Michigan, se je ekipa za izvedbo prvega orbitalnega bistatičnega radarja (BSR) na Vesti opirala na podatke, ki jih je pridobila komunikacijska antena na vesoljskem plovilu Dawn.

Izvedba umetniškega vesolja Dawn v orbiti Vesta. Zasluge: NASA / JPL-Caltech

Ta antena je visoka telekomunikacijska antena (HGA) oddajala radio valove X-pasov v svoji orbiti Vesta na anteno Deep Space Network (DSN) na Zemlji. Med večino misije je bila organija Dawn s zasnovana tako, da je bila HGA v vidnem redu s zemeljskih postaj na Zemlji. Vendar pa je med okultacijami, ko je sonda v času vstopila za Veste za 5 do 33 minut, sonda zunaj tega vidnega polja.

Kljub temu je antena neprestano oddajala telemetrične podatke, zaradi česar so se radarski valovi, ki jih prenaša HGA, odsevali od površine Vesta s. Ta tehnika, znana kot opazovanja z bistatičnimi radarji (BSR), je bila v preteklosti uporabljena za preučevanje površin zemeljskih teles, kot so živo srebro, Venera, Luna, Mars, Saturn sun Titan in komet 67P / CG.

Kot je pojasnil Palmer, je bila uporaba te tehnike za raziskovanje telesa, kot je Vesta, prva za astronome:

To je prvič, da je bil v orbiti okoli majhnega telesa izveden bistatični radarski eksperiment, tako da je to prineslo več edinstvenih izzivov v primerjavi z istim poskusom, ki je bil izveden na velikih telesih, kot sta Luna ali Mars. Na primer, ker je gravitacijsko polje okoli Veste veliko šibkejše od Marsa, vesoljski ladji Dawn ni treba orbitirati z veliko hitrostjo, da bi ohranil svojo oddaljenost od površine. Pomembna je orbitalna hitrost vesoljskega plovila, ker hitrejša je orbita, bolj se spreminja frekvenca vrstišča eho (Dopplerjev premik) v primerjavi z frekvenco neposredni signal (to je neoviran radio signal, ki potuje neposredno od zore HGA do Zemlje s antene Deep Space Network, ne da bi pri tem pasel površino Vesta s). Raziskovalci lahko razkrijejo razliko med s površinsko eho in direktnim signalom po njihovi razliki v frekvenci tako s Dawn s počasnejšo orbitalno hitrostjo okoli Veste, ta frekvenčna razlika je zelo majhen in je potreboval več časa, da smo obdelali BSR podatke in izolirali površinske odmeve za merjenje njihove moči.

Ta geološka karta Vesta z visoko ločljivostjo Vesta izhaja iz podatkov vesoljskih plovil Dawn. Rjave barve predstavljajo najstarejšo, najbolj močno zakrito površino. Zasluge: NASA / JPL-Caltech / ASU

S preučevanjem odsevanih BSR valov je Palmer in njena ekipa lahko pridobila dragocene informacije s površine Veste. Iz tega so opazili pomembne razlike v površinski radarski odbojnosti. Toda za razliko od Lune teh sprememb v površinski hrapavosti ni bilo mogoče razložiti samo s kraterjem in so verjetno nastale zaradi obstoja tal-ledu. Kot je pojasnil Palmer:

"Ugotovili smo, da je to posledica razlik v hrapavosti površine v lestvici nekaj centimetrov. Močnejši površinski odmevi kažejo na gladkejše površine, medtem ko so šibkejši površinski odmevi odbijali bolj grobe površine. Ko smo primerjali zemljevid površinske hrapavosti Veste z zemljevidom podzemnih koncentracij vodika - ki so jih znanstveniki Dawn izmerili z vesoljskim plovilom Gamma Ray in Neutron detektor (GRaND) ​​- smo ugotovili, da obsežna gladka območja prekrivajo območja, ki so tudi povečala vodik koncentracije! "

Na koncu sta Palmer in njeni sodelavci ugotovili, da je prisotnost zakopanega ledu (preteklega in / ali sedanjega) na Vesti odgovorna za to, da so deli površine gladkejši od drugih. V bistvu je vsakič, ko je prišlo do udarca na površino, veliko energije preneslo v podzemlje. Če bi bil tam prisoten pokopan led, bi se ta z udarnim dogodkom stopil, pritekel na površino vzdolž zlomov, ki nastanejo ob udarcih, in nato zamrznil na mestu.

Tako kot luna kot Europa, Ganymede in Titania obnavlja površino zaradi načina kriovolkanizma, da tekoča voda pride na površje (kjer se znova zmrzne), prisotnost podzemnega ledu bi povzročila, da se deli površine Veste zgladijo čez čas. To bi na koncu vodilo do neravnega terena, ki so mu bili priča Palmer in njeni kolegi.

Planetoid Vesta, ki ga je proučevala sonda Dawn med julijem 2011 in septembrom 2012. Zasluge: NASA

To teorijo podpirajo velike koncentracije vodika, ki so bile zaznane na gladkih terenih, ki merijo na stotine kvadratnih kilometrov. Skladno je tudi z geomorfološkimi dokazi, pridobljenimi na slikah Dawn Framing Camera, ki so pokazali znake prehodnega pretoka vode po površini Veste. Ta študija je nasprotovala tudi nekaterim predhodno domnevam o Vesti.

Kot je povedal Palmer, bi to lahko vplivalo tudi na naše razumevanje zgodovine in razvoja Osončja:

»Pričakovano je bilo, da bo asteroid Vesta že zdavnaj zmanjšal vsebnost vode z globalnim taljenjem, diferenciacijo in obsežnim vrtnarjenjem regolita zaradi udarcev manjših teles. Vendar pa naše ugotovitve podpirajo idejo, da je pokopan led morda obstajal na Vesti, kar je vznemirljiva perspektiva, saj je Vesta protoplanet, ki predstavlja zgodnjo fazo oblikovanja planeta. Bolj ko bomo izvedeli o tem, kje v celotnem Osončju obstaja vodni led, bolje bomo razumeli, kako je bila voda dovedena na Zemljo in koliko je bilo lastne notranjosti Zemlje v zgodnjih fazah njenega nastanka. "

To delo je sponzoriral NASA-in program Planetarna geologija in geofizika, ki temelji na projektu JPL, ki se osredotoča na pospeševanje raziskovanja zemeljskih podobnih planetov in večjih satelitov v Osončju. Delo je potekalo tudi s pomočjo ameriške inženirske šole Viterbi kot del stalnih prizadevanj za izboljšanje radarskega in mikrovalovnega slikanja za iskanje podzemnih virov vode na planetih in drugih telesih.

Nadaljnje branje: USC, Nature Communications

Kategorija:
Seveda zasedeni kompleksni organski materiali so stranski proizvod zvezd
Karneval vesolja # 505