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Metallische Asteroiden könnten Vulkane gehabt haben, die geschmolzenes Eisen ausbrachen. Das ist So Metal

Erinnere dich an den Asteroiden Psyche ? Es ist der größte bekannte Asteroid im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter. Es war wegen seiner ungewöhnlichen Eigenschaften in den Nachrichten und weil die NASA plant, 2022 eine Mission nach Psyche zu starten.

Psyche, auch bekannt als 16 Psyche, ist ungewöhnlich, weil es sich von anderen Asteroiden unterscheidet. Psyche scheint der übrig gebliebene, freiliegende Nickel-Eisen-Kern eines frühen Planeten zu sein. Aus diesem Grund ist Psyche ein Überbleibsel aus dem frühen Sonnensystem, als sich noch Planeten bildeten. Es ist wie ein Planet ohne Kruste.

Aber Psyche hat noch eine andere seltsame Eigenschaft, die Wissenschaftler gerne untersuchen: Es ist viel weniger dicht, als es sein sollte, da es größtenteils aus Eisen und Nickel besteht.

Eine neue Theorie versucht zu erklären, wie dieser Eisen-Nickel-Asteroid mit einer metallischen Oberfläche eine viel geringere Dichte haben könnte, als sie sollte.



Psyche ist eine Klasse von Asteroiden, die Pallasit genannt wird, nach Peter Pallas, einem Deutschen, der die Krasnojarsker Meteorit 1722. Dieses Gestein fiel in der Nähe der russischen Stadt Krasnojarsk auf die Erde und war der erste Pallasit, der jemals gefunden wurde. Das waren die Zeiten, als niemand glaubte, dass Meteoriten aus dem Weltraum kamen. Es wog etwa 700 kg (1500 lb) und ist einer von nur 61 Pallasiten, die jemals identifiziert wurden.

Ein Stück des Krasnojarsker Meteoriten im American Museum of Natural History. Bildnachweis: Von Jon Taylor – Flickr: Krasnojarsk AMNH, CC BY-SA 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=16096581



Während die meisten Asteroiden hauptsächlich aus felsigem Schutt bestehen, sind Pallasite wie Psyche rätselhaft und bestehen hauptsächlich aus Eisen und Nickel mit darin eingeschlossenen Olivinkristallen. Wissenschaftler glauben, dass sie sich gebildet haben, als Planetesimale kollidierten, das äußere Material abstreiften und die inneren Metallkerne hinterließen. Der Asteroid kühlte dann von außen nach innen ab.

Beim Abkühlen könnte eine Legierung aus geschmolzenen Resten aus Eisen, Nickel und leichteren Elementen wie Schwefel durch mit Flüssigkeit gefüllte Risse, sogenannte Gänge, an die Oberfläche ausgebrochen sein und virtuelle Vulkane aus geschmolzenem Metall geschaffen haben. Dieses Material hätte eine Beschichtung auf der obersten, felsigen Schicht gebildet. Dieser Vorgang wird Ferrovulkanismus genannt.

Psyche verdankt seine niedriger als erwartete Dichte möglicherweise dem Ferrovulkanismus. Da Psyche, wie andere Pallasite, eine Mischung aus Kern- und Mantelmaterial ist, kann es diese Art der Vermischung erfahren haben. Die Taschen aus flüssigem Metall, vermischt mit Schwefel, haben eine geringere Dichte als das umgebende Material und bilden Gänge, die Ferrovulkanismus ermöglichten.

Dieses Diagramm zeigt ein theoretisches Phänomen namens Ferrovulkanismus, bei dem metallische Asteroiden geschmolzenes Eisen in eine Klasse von Asteroiden namens Pallasiten ausbrechen. Der Ferrovulkanismus kann entstehen, wenn Taschen aus geschmolzener Legierung an die Oberfläche steigen. Eine bevorstehende NASA-Weltraummission zum Asteroiden Psyche könnte es Wissenschaftlern ermöglichen, ihre Theorie zu bestätigen. (Bild der Purdue University/James Keane)



„Unsere Berechnungen legen nahe, dass ferrovulkanische Eruptionen für kleine, metallreiche Körper möglich sind, insbesondere für schwefelreiche Schmelzen und Körper mit Mänteln, die dünner als etwa 35 Kilometer sind, oder Körper, bei denen der Mantel lokal durch große Einschlagskrater verdünnt wurde“, sagte co -Autor des Artikels, Brandon C. Johnson, außerordentlicher Professor für Erd-, Atmosphären- und Planetenwissenschaften an der Purdue University.

Da Psyche mit einem Durchmesser von etwa 200 km (120 mi) einer der massivsten Körper im Asteroidengürtel ist, kann der Ferrovulkanismus seine geringe Dichte erklären, während er auch die Oberflächenmetallität erklärt, die er in Radar und anderen Beweisen zeigt.

'Ferrovulkanismus hat möglicherweise Kernmaterial an die Oberfläche transportiert und die Radarerkennung von Metall verursacht', sagte Johnson.

Die Dichte von Psyche ist so gering, dass sie etwa halb so groß ist wie die eines Eisenmeteoriten. Es ist auch der größte metallische Asteroid im Sonnensystem, den wir kennen. Wenn seine geringe Dichte auf Ferrovulkanismus zurückzuführen ist, wie es die Autoren des Papiers sagen könnten, liegt es an der NASA-Mission Psyche, dies herauszufinden.

Abzeichen der NASA für die bevorstehende Mission zum Asteroiden Psyche. Bildquelle: NASA/JPL.

Diese Mission soll 2022 starten. Sie wird die erste Raumsonde sein, die einen metallischen Asteroiden besucht. Da Ferrovulkanismus zu diesem Zeitpunkt nur ein vorgeschlagenes Modell ist, wird es an diesem Raumfahrzeug liegen, seine Rolle zu bestätigen. Die Mission nach Psyche könnte auch Fragen zur Rolle metallischer Asteroiden bei der Entwicklung des Sonnensystems beantworten.

Das Papier zu dieser Arbeit wurde in der Zeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht. Es trägt den Titel „Ferrovulkanismus auf Metallwelten und die Entstehung von Pallasiten“. Die Autoren sind Brandon C. Johnson, Michael M. Sori & Alexander J. Evans.

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