Dieses Diagramm zeigt ein theoretisches Phänomen namens Ferrovulkanismus, bei dem metallreiche Asteroiden geschmolzenes Eisen ausstoßen. Ein Ferrovulkanismus könnte entstehen, wenn Taschen voll geschmolzener Legierung an die Oberfläche steigen. Dies könnte auch die Entstehung der Pallasite erklären. Die bevorstehende NASA-Mission zum Asteroiden Psyche ermöglicht es vielleicht den Forschern ihre Theorie zu bestätigen.
Credit: James Tuttle Keane (Caltech), Alexandria Johnson (Purdue University)
Seltene Metall-Asteroiden könnten geschmolzenes Eisen eruptiert haben
Der Metall-Asteroid (16) Psyche gibt den Forschern Rätsel auf, weil er trotz seiner Eisen-Nickel-Zusammensetzung weniger dicht ist als er sein sollte.
Nun könnte eine neue Theorie die geringe Dichte des Asteroiden Psyche und seine metallische Oberfläche erklären. Im Gegensatz zu den meisten anderen Asteroiden scheint Psyche größtenteils aus Eisen und Nickel, statt aus felsigem Schutt zu bestehen.
Es wird angenommen, dass sich metallreiche Asteroiden bildeten, als in der Frühzeit des Sonnensystems primordiale Planetesimale miteinander kollidierten, dabei einen Großteil ihres äußeren Materials verloren und die inneren Metallkerne zurück geblieben sind, die dann von außen nach innen abkühlten und sich verfestigten. Während dieses Abkühlungsprozesses ist möglicherweise eine Legierung aus geschmolzenen Resten von Eisen, Nickel und leichteren Elementen wie Schwefel durch flüssigkeitsgefüllte Risse, sogenannte Deiche, an die Oberfläche geflossen und hat die oberste felsige Schicht überzogen.
„Wir bezeichnen diese Prozesse im allgemeinen als „Ferrovulkanismus““, sagte Brandon C. Johnson, außerordentlicher Professor für Geo- und Atmosphären-Wissenschaften an der Universität Purdue.
Die Theorie wird in einem Forschungsbericht beschrieben, der am Montag, den 16. September in der Zeitschrift Nature Astronomy erschienen ist. Der Artikel wurde von Johnson mitverfasst; weitere Autoren sind; Michael M. Sori, an associate staff scientist at the University of Arizona’s Lunar and Planetary Laboratory; and Alexander J. Evans, an assistant professor of earth, environmental, and planetary sciences at Brown University.
Man geht davon aus, dass Meteorite, die Pallasite genannt werden, eine Mischung aus Kern-und Mantelmaterial sind, die möglicherweise durch Ferrovulkanismus entstand sind. Sogenannte Taschen, die gefüllt sind mit flüssigem Metall das mit Schwefel vermischt ist, sind weniger dicht als das sie umgebende feste Material und erzeugen einen „Überdruck“, der möglicherweise die Ausbreitung von Deichen verursacht und das Auftreten von Ferrovulkanismus ermöglicht.
Die Forscher ermittelten, wie weit sich diese Deiche ausbreiten müssten, um Ferrovulkanismus zu ermöglichen.
„Unsere Berechnungen legen nahe, dass ferrovulkanische Eruptionen für kleine, metallreiche Objekte möglich sein könnten, insbesondere für schwefelreiche Schmelzen und für Objekte, deren Mantel nicht dicker als 35 Kilometer ist. Oder auch bei Objekten, bei denen der Mantel durch große Einschlagkrater lokal verdünnt wurde“, sagte Johnson.
Eine bevorstehende NASA-Weltraummission zum Asteroiden Psyche wird Wissenschaftlern helfen, diese Theorie zu testen. Die ferrovulkanischen Eruptionen könnten die geringe Dichte von Psyche erklären. Die niedrige Dichte ist verwunderlich da Radarbeobachtungen und weitere wissenschaftliche Befunde auf Eisen an der Oberfläche hinweisen. Psyche, der größte bekannte metallische Asteroid im Sonnensystem, befindet sich im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter. Seine Dichte wird nur auf etwa die Hälfte von dem eines Eisenmeteoriten geschätzt.
Die Forscher vermuten, dass der Asteroid aus zwei Schichten bestehen könnte, in der ein Metallkern von einem Mantel aus felsigem Material geringerer Dicht umgeben ist.
„Möglicherweise hat der Ferrovulkanismus Material aus dem Kern an die Oberfläche transportiert und die Radarerkennung von Metall ausgelöst“, sagte Johnson.
Das Forschen geht noch weiter, und bei künftigen Arbeiten werden differenziertere Modelle eingesetzt, um das Auftreten von Ferrovulkanismus und möglicherweise auch die Evolution von Psyche zu untersuchen.
Bis jetzt hat noch keine Raumsonde einen metallischen Asteroiden besucht, und das Konzept des Ferrovulkanismus basiert auf mathematischen Modellen. Die NASA plant den Start der Raumsonde Psyche im Jahr 2022. Die Mission könnte es Wissenschaftlern ermöglichen, die Theorie zu bestätigen und Fragen zur Rolle metallischer Asteroiden für die Evolution des Sonnensystems zu beantworten.
Der Start der Raumsonde Psyche (gleicher Name wie Asteroid) ist für August 2022 geplant, im Mai 2023 folgt ein Swing by Manöver am Mars und die Ankunft beim 226 km großen Asteroiden Psyche ist für Januar 2026 geplant.
20. September 2019/SP
Verein Kuffner-Sternwarte
