Корреляция между гравитацией и гравитацией от формы и эффективной плотностью. Кредит: Природная астрономия (2025). Doi: 10.1038/s41550-025-02533-7
В течение десятилетий ученые считали, что Веста, один из крупнейших объектов в поясе астероидов нашей солнечной системы, не был просто астероидом и в конечном итоге пришел к выводу, что это больше похоже на планету с корочкой, мантией и ядром. Теперь Мичиганский государственный университет внес свой вклад в исследования, которые переворачивают это понятие с ног на голову.
Команда, возглавляемая лабораторией NASA Jet Jet, или JPL, написала статью, опубликованную в астрономии Nature, которая показывает, что у Весты нет ядра. Эти результаты поразили исследователей, которые до этого момента предположили, что Веста была протопланетой, которая никогда не выросла до полной планеты.
«Отсутствие ядра было очень удивительным»,-сказал соавтор MSU Земли и экологические науки, соавтор, соавтор. «Это действительно другой способ мышления о Весте».
Что такое истинная личность Весты? Исследовательская группа имеет две гипотезы, которые нуждаются в дальнейшем исследовании.
Первая возможность — Веста прошла через неполную дифференциацию, а это значит, что он начал процесс плавления, необходимый для придания астероидным различным слоям, такими как ядро, мантия и кора, но никогда не закончилось. Вторая — теория, которую Якобсон плыла на астрономической конференции много лет назад — Vesta — это сломанный кусок с растущей планеты в нашей солнечной системе.
На конференции Джейкобсон хотел, чтобы другие исследователи рассмотрели возможность того, что некоторые метеориты могут быть мусором от столкновений, которые имели место в эпоху планеты. Он включил Весту в свое предложение, но не считал это реальной возможностью.
«Эта идея перешла от несколько глупого предложения к гипотезе о том, что мы сейчас относимся к этому всерьез из -за этого повторного анализа данных миссий НАСА», — сказал Джейкобсон.
Больше, чем астероид
Большинство астероидов сделаны из древнего космического осадочного гравия. Напротив, поверхность Весты покрыта вулканическими породами из базальта. Эти породы указывали ученым, что Веста прошла процесс плавления, называемый планетарной дифференцировкой, где металл опускается в центр и образует ядро.
НАСА запустило космический корабль Dawn в 2007 году, чтобы изучить Vesta и Ceres, два крупнейших объекта в поясе астероида. Цель состояла в том, чтобы лучше понять, как сформировались планеты.
Dawn провел месяцы с 2011 по 2012 год, орбита Веста, измеряя свое гравитационное поле и фотографировав достопримечательности, чтобы создать подробную карту своей поверхности. После выполнения тех же задач в Ceres, миссия завершилась в 2018 году, и ученые опубликовали результаты данных.
Джейкобсон сказал, что чем больше исследователи использовали данные, тем лучше они получили их обработку. Они нашли способы провести более точные измерения, которые нарисовали бы более точную картину макияжа Весты. Вот почему Райан Парк, старший научный сотрудник JPL и главный инженер, решил переукачать измерения Весты.
«В течение многих лет противоречивые данные по гравитации из наблюдений за рассветом Весты создали головоломки», — сказал Парк. «После почти десятилетия усовершенствования наших методов калибровки и обработки мы достигли замечательного выравнивания между радиометрическими данными сети Dawn Deep Space и данными по борту визуализации.
«Мы были взволнованы, чтобы подтвердить силу данных в раскрытии глубокого интерьера Весты. Наши результаты показывают, что история Весты гораздо сложнее, чем считалось ранее, формируется уникальными процессами, такими как прерванная дифференциация планеты и столкновения поздней стадии».
Ученые -планеты могут оценить размер ядра небесного организма, измеряя то, что называется моментом инерции. Эта физическая концепция описывает, насколько трудно изменить вращение объекта вокруг оси. Джейкобсон сравнил эту концепцию с фигуристом, вращающимся на льду. Они меняют свою скорость, втягивая руки, чтобы вращаться быстрее, и двигая их наружу, чтобы замедлиться. Их момент инерции изменяется изменением положения их рук.
Небесные тела с плотным ядром движутся иначе, чем одно, без ядра вообще. Вооружившись этими знаниями, исследовательская группа измерила ротацию и гравитационную область Весты. Результаты показали, что Веста не ведет себя как объект с ядром, бросая вызов предыдущим представлениям о том, как она сформировалась.
Астрономы также изучали Весту на предмет подсказок о том, как росли ранние планеты и как Земля могла выглядеть в зачаточном состоянии.
Откройте для себя последние в науке, технологии и пространстве с более чем 100 000 подписчиков, которые полагаются на Phys.org для Daily Insights. Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку и получите обновления о прорывах, инновациях и исследованиях, которые имеют значение — ежедневно или еженедельно.
Две гипотезы
Ни одна гипотеза не была исследована достаточно, чтобы исключить, но у обоих есть проблемы, которые требуют дополнительных исследований для объяснения. Хотя неполная дифференциация возможна, она не совпадает с метеоритами, которые исследователи собрали с течением времени.
«Мы действительно уверены, что эти метеориты пришли из Весты», — сказал Джейкобсон. «И они не показывают очевидных доказательств неполной дифференциации».
Альтернативное объяснение основано на идее о том, что по мере того, как формируются земные планеты, происходили большие столкновения, в основном выращивая планеты, но также приводит к воздействию мусора. Изгнанные материалы из этих столкновений будут включать в себя скалы, возникающие в результате таяния, и, как и Веста, у них не было бы ядра.
Лаборатория Джейкобсона уже изучала последствия гигантских воздействий в эпоху планеты. Он работает с одним из своих аспирантов, Эмили Элизондо, над идеей, что некоторые астероиды в поясе астероидов — это кусочки, выброшенные с растущих планет.
Эта идея все еще далека от проверенной. Необходимо создать больше моделей и настраивать, чтобы доказать, что Веста-это древний кусок формирующейся планеты. По словам Якобсона, ученые могут приспособиться к тому, как они изучают метеориты Весты, чтобы глубже погрузиться в любую гипотезу. Они также могут провести дальнейшие исследования с новыми подходами к данным миссии на рассвете.
По словам Джейкобсона, эта статья является только началом нового направления обучения. Это может навсегда изменить то, как ученые смотрят на дифференцированные миры.
«Сборник Vesta Meteorite — образец тела в космосе, который не смог сделать его планетой», — сказал Джейкобсон. «Это могут быть куски древней планеты, прежде чем она станет полным завершением. Мы просто не знаем, какая это планета».
Информация от: Университетом штата Мичиган
