Phaethon, ein Natrium freisetzender Asteroid im Sonnensystem
Phaethon, ein Natrium freisetzender Asteroid im Sonnensystem
Anonim

Kometen sind bekannt für ihre riesigen, farbenfrohen und atemberaubenden Schweife aus Gas, Eis, Gestein und einer Vielzahl anderer Materialien. Diese Schweife treten auf, wenn sich der eisige Kern des Kometen bei seiner Annäherung an die Sonne erwärmt und während des Erwärmungsprozesses eisige Gase freisetzt.

Die Freisetzung von Gasen ist jedoch nicht auf Kometen beschränkt. Einige Monde und Monde, wie Jupiters Ganymed, und andere eisige Körper in unserem Sonnensystem können sich genug erwärmen, um Gase freizusetzen.

Als Wissenschaftler einen Asteroiden entdeckten, der hauptsächlich aus Gestein bestand und Gase abgab, waren sie völlig verwirrt.

Lernen Sie Phaeton kennen, einen erdnahen Asteroiden, der kürzlich entdeckt wurde, dass er eine kometenähnliche Aktivität aufweist.

Phaeton fehlt eine signifikante Menge an Eis auf seiner Oberfläche; Warum also emittiert es Gase von seiner Oberfläche und glüht wie ein Komet?

Phaeton ist ein 5,8 km breiter Apollo-Asteroid, der näher an der Sonne fliegt als jeder andere benannte Asteroid, obwohl einige kleinere, unbenannte Asteroiden nähere Perihel haben.

Der Name Phaethon mag ungewohnt klingen, aber er ist der Mutterkörper des bekannten Geminiden-Meteorschauers, der jährlich Mitte Dezember auftritt.

Phaetons nächste Annäherung an die Sonne erfolgt alle 524 Tage, wobei die Oberfläche des Asteroiden auf etwa 750 ° C erhitzt wird - heiß genug, um Wasser, Kohlendioxid oder Kohlenmonoxid aus dem Eis auf der Oberfläche des Asteroiden freizusetzen.

Bei einer so kurzen Umlaufzeit wären diese Elemente jedoch längst vollständig verdampft. Der Asteroid gibt jedoch immer noch Gas ab.

In einer neuen Studie unter der Leitung von Joseph Masiero von der Forschungsorganisation IPAC (Infrared Processing and Analysis Center) des Caltech untersuchte ein Team von Wissenschaftlern das kometenähnliche Verhalten von Phaethon bei seiner Annäherung an die Sonne, um herauszufinden, in was der Asteroid getrieben werden könnte Platz.

Und sie denken, sie haben ihre eigene Antwort.

Bei einer Temperatur von 750 °C kann Natrium von der Oberfläche eines Asteroiden in den Weltraum „entweichen“. Darüber hinaus ist Natrium reichlich auf Asteroiden zu finden und könnte die kontinuierliche Gasentwicklung erklären, die auf Phaethon während seiner perihelialen Passage alle 524 Tage beobachtet wird.

Das heißt … wenn genügend Natrium im Phaeton vorhanden ist.

Um eine komplexe Antwort auf diese Frage zu finden, kehren wir zum Geminiden-Meteorschauer zurück, den Phaethon erschafft.

Meteorschauer treten auf, wenn kleine Gesteinsbrocken, die von der Oberfläche ihrer Mutterkörper abgeworfen werden, in die Erdatmosphäre gelangen und verbrennen, wobei sie je nach Zusammensetzung unterschiedliche Farben und Helligkeiten erzeugen.

Enthält der Meteorit Natrium, leuchtet er beim Eintritt in die Atmosphäre orange.

Und darin liegt das Problem. Geminiden haben einen niedrigen Natriumgehalt. Wie kann Natrium die kometenähnliche Aktivität von Phaethon erklären?

Vor der Exploration durch Masiero und andere glaubte man, dass das aus Phaethon ausgestoßene Gesteinsmaterial kurz nach dem Verlassen des Asteroiden sein Natrium verlor, was das Fehlen orangefarbener Meteoriten während der Geminiden erklären würde.

Die Forschungen von Masiero deuten jedoch darauf hin, dass Natrium die Hauptkraft sein könnte, die Gesteinsmaterial aus der Oberfläche des Phaeton herausdrückt.

Das Team spekuliert, dass sich das Natrium auf dem Asteroiden erwärmt und im Weltraum verdampft, wenn sich Phaeton bei Annäherung an die Sonne erwärmt.

Aber wenn Natrium auf der Oberfläche von Phaethon existierte, hätte es sich wie im Fall von Eis schon vor langer Zeit erhitzt und verdampft.Stattdessen müsste Natrium aus dem Inneren des Asteroiden kommen und durch winzige Risse zur Gasbildung an seine Oberfläche transportiert werden.

Wenn das verdampfte Natrium durch kleine Risse und Spalten auf der Oberfläche des Asteroiden durch den Weltraum „zischt“, erzeugt es Jets mit ausreichender Kraft, um felsiges Material von der Oberfläche zu schleudern. So entstehen die Geminiden und das anhaltende kometenartige Verhalten, das heute zu sehen ist.

„Asteroiden wie Phaethon haben eine sehr schwache Gravitation, daher braucht es nicht viel Kraft, um Trümmer von der Oberfläche zu schleudern oder Gestein aus einem Riss zu schlagen“, sagte Bjorn Davidsson, Co-Autor der Studie und Wissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA..

Der Auswurf dieses Materials würde das kometenartige Leuchten von Phaeton erklären, und das Fehlen von Natrium auf der äußeren Oberfläche von Phaeton würde erklären, warum den Zwillingen Natrium fehlt.

„Unsere Modelle gehen davon aus, dass dafür sehr wenig Natrium benötigt wird – nichts Explosives wie der ausbrechende Dampf von der Oberfläche eines eisigen Kometen; es ist eher ein stetiges Zischen."

Wie hat das Team ihre Hypothese getestet?

Masiero und seine Kollegen testeten im JPL-Labor Proben des Allende-Meteoriten, der 1969 in Mexiko gefallen ist und zur gleichen Klasse von Asteroiden, kohlenstoffhaltigen Chondriten wie Phaeton, gehört.

Das Team erhitzte die Meteoritenfragmente auf die maximale Temperatur, die Phaethon bei seiner Annäherung an die Sonne erfährt. Außerdem simulierte das Team einen Tag auf Phaeton, der 3 Stunden dauert.

„Beim Vergleich von Proben vor und nach unseren Labortests ging Natrium verloren, während andere Elemente übrig blieben. Dies deutet darauf hin, dass dasselbe bei Phaeton passieren könnte und scheint mit den Ergebnissen unserer Modelle im Einklang zu stehen “, sagte Yang Liu, JPL-Wissenschaftler und Mitautor der Studie.

Die Ergebnisse könnten erklären, wie andere Asteroiden weiterhin aktiv sind, da sie möglicherweise den gleichen Prozess wie Phaeton durchlaufen.

Die Ergebnisse der Studie von Maziero und Kollegen unterstützen auch die Hypothese, dass die Klassifizierung kleiner Objekte im Sonnensystem als Kometen oder Asteroiden eine zu starke Vereinfachung ist.

Einige Forscher glauben, dass Faktoren wie die Eismenge und welche Elemente bei bestimmten Temperaturen verdampfen, eine wichtige Rolle bei der Klassifizierung kleiner Körper spielen sollten.

Eine Studie von Maziero und Kollegen mit dem Titel Sodium Volatility in Carbonaceous Chondrites at Temperatures Corresponding to Low Perihelion Asteroids ist in der August-Ausgabe 2021 des Planetary Science Journal zu finden.

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