В 2029 году космический аппарат NASA, наконец, достигнет своей цели — таинственного астероида (16) Психея. Это массивный объект, приблизительно 220 километров в диаметре, который, как полагают, состоит из металла и горных пород. Специалисты обсуждают его происхождение: представляет ли Психея собой остывшее ядро древней планеты или является лишь скоплением космического мусора? Поможет прояснить этот вопрос изучение… особенностей рельефа его поверхности.
Ученые из Университета Аризоны, возглавляемые Намьей Байджалом, выполнили интересное моделирование. В рамках исследования предполагается, что один из самых крупных кратеров, расположенных в северной полярной области астероида, возник в результате столкновения с другим небесным телом. Специалисты поставили задачу: смоделировать данное столкновение, учитывая различные предположения о внутреннем строении Психеи, чтобы определить, какая модель позволит воспроизвести кратер, максимально соответствующий реальному?
В своей работе, в Journal of Geophysical Research: Planets, они рассмотрели два основных сценария. Первый — Психея представляет собой слоеное тело: большое железное ядро, покрытое каменной мантией. Второй — астероид однороден по составу и представляет собой перемешанную смесь железа и силикатов.
Используя компьютерное моделирование, исследователи смогли воспроизвести столкновение, ставшее причиной образования воронки диаметром 50 километров. Анализ показал, что форма, глубина и характер распространения обломков в значительной степени определяются особенностями структуры, находящейся под поверхностью.
В случае, если Психея имеет слоистую структуру, удар, вероятно, затронул лишь внешнюю часть, обнажив металл на дне кратера, но не повлек за собой его значительного распространения. Вокруг в основном сохранились бы горные породы. Иная картина наблюдается в однородной модели, где определяющим фактором становится прочность материала. Если астероид имеет рыхлую и пористую структуру, ударная волна приводит к сжатию породы, формируя глубокий кратер, и большая часть выброшенного материала возвращается обратно. В противном случае, когда материал обладает высокой прочностью и сопротивляется сжатию, удар приводит к далекому разбросу обломков, а кратер приобретает более широкую и пологие очертания.
По мнению ученых, параметры настоящего кратера на Психее, такие как его глубина и диаметр, наиболее точно соответствуют двум возможным сценариям: либо астероид имеет слоистую структуру, либо он однороден, но обладает специфической, так называемой «промежуточной» прочностью.
По прибытии зонда «Психея» к месту назначения, он проведет детальную съемку кратеров, определит характеристики гравитационного поля и произведет анализ состава горных пород. Сопоставляя полученные фотографии с компьютерными моделями, ученые смогут получить более глубокое понимание изучаемого объекта. В случае обнаружения обнаженного металла на дне кратера, это станет подтверждением теории о некогда существовавшей планете. Если же окажется, что состав дна и стенок кратера идентичен, а сам кратер обладает аномальной глубиной или плоской формой, это даст ученым информацию о прочности и структуре загадочного металлического объекта. Таким образом, исследуя «шрамы» на поверхности астероида, можно будет узнать о его внутреннем строении.