De metalen asteroïde Psyche heeft wetenschappers verbijsterd omdat hij minder dicht is dan hij zou moeten zijn, gezien de ijzer-nikkel samenstelling. Nutsvoorzieningen, een nieuwe theorie zou de lage dichtheid en het metalen oppervlak van Psyche kunnen verklaren.

In tegenstelling tot de meeste asteroïden, Psyche lijkt grotendeels te bestaan ​​uit ijzer en nikkel in plaats van rotsachtig puin. Men denkt dat metaalrijke asteroïden zijn gevormd toen oerplanetensimalen met elkaar in botsing kwamen, veel van het buitenste materiaal weghalen en de binnenste metalen kernen achterlaten, die vervolgens van buiten naar binnen afkoelde en stolde. Tijdens dit afkoelproces een legering van resterende gesmolten ijzerzakken, nikkel en lichtere elementen zoals zwavel, kan naar de oppervlakte zijn gestroomd door met vloeistof gevulde scheuren die dijken worden genoemd, een toplaag bekleden, rotsachtige laag.

"We verwijzen naar deze processen gezamenlijk als 'ferrovulkanisme, '" zei Brandon C. Johnson, een universitair hoofddocent aard- en atmosferische wetenschappen aan de Purdue University.

De theorie wordt gedetailleerd beschreven in een onderzoekspaper dat in het tijdschrift verschijnt Natuurastronomie op maandag (16 september). Het papier was co-auteur van Johnson; Michael M. Sori, een medewerker stafwetenschapper aan het Lunar and Planetary Laboratory van de Universiteit van Arizona; en Alexander J. Evans, een assistent-professor van de aarde, milieu, en planetaire wetenschappen aan de Brown University.

Meteorieten die pallasieten worden genoemd, worden verondersteld een mengsel te zijn van kern- en mantelmateriaal, mogelijk met elkaar vermengd door ferrovulkanisme. De zakken van vloeibaar metaal, gemengd met zwavel, zijn minder dicht dan omringend vast materiaal, het produceren van een "overdruk, " die mogelijk de verspreiding van dijken veroorzaakt en ferrovulkanisme mogelijk maakt.

De onderzoekers bepaalden hoe ver deze dijken zich zouden moeten voortplanten om vulkanisme mogelijk te maken.

"Onze berekeningen suggereren dat ferrovulkaanuitbarstingen mogelijk zijn voor kleine, metaalrijke lichamen, vooral voor zwavelrijke smelten en lichamen met mantels die dunner zijn dan ongeveer 35 kilometer of lichamen waarvan de mantel plaatselijk is uitgedund door grote inslagkraters, ' zei Johnson.

Een aanstaande NASA-ruimtemissie naar Psyche zal wetenschappers helpen deze theorie te testen. De ferrovulkaanuitbarstingen kunnen de lage dichtheid van Psyche verklaren, die bestaat ondanks radar en ander wetenschappelijk bewijs van een metalen oppervlaktesamenstelling. Psyche, de grootste bekende metalen asteroïde in het zonnestelsel, bevindt zich in de asteroïdengordel tussen Mars en Jupiter. De dichtheid wordt geschat op slechts ongeveer de helft van die van een ijzermeteoriet.

De onderzoekers theoretiseren dat de asteroïde uit twee lagen zou kunnen bestaan, waar een metalen kern is omgeven door een mantel van rotsachtig materiaal met een lagere dichtheid.

"Ferrovulkanisme heeft mogelijk kernmateriaal naar de oppervlakte getransporteerd, waardoor de radardetectie van metaal, ' zei Johnson.

Het onderzoek loopt, met toekomstig werk waarbij meer geavanceerde modellering wordt gebruikt om te bestuderen hoe ferrovulkanisme kan optreden, en mogelijk de evolutie van Psyche onderzoeken.

Geen enkel ruimtevaartuig heeft nog een metalen asteroïde bezocht, en het concept van ferrovulkanisme is gebaseerd op wiskundige modellen. NASA is van plan de ruimtesonde in 2022 te lanceren. De missie zou wetenschappers in staat kunnen stellen de theorie te bevestigen en vragen te beantwoorden over de rol van metalen asteroïden in de evolutie van het zonnestelsel.