Jump to content

Астероид М-типа

(Перенаправлено с астероидов М-типа )
Изображение астероида 21 Лютеция М-типа, полученное космическим кораблем ЕКА Розетта во время пролета в 2010 году.

Астероиды М-типа (также известного как М-класс) представляют собой спектральный класс астероидов , которые, по-видимому, содержат более высокие концентрации металлических фаз (например, железо-никеля), чем другие классы астероидов. [ 1 ] и широко распространено мнение, что они являются источником железных метеоритов . [ 2 ]

Определение

[ редактировать ]

Астероиды классифицируются как М-тип на основании их, как правило, безликих и плоских до красноватых спектров поглощения в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне, а также их умеренного оптического альбедо . Наряду со спектрально близкими астероидами E-типа и P-типа (обе категории E и P ранее относились к типу M в более старых системах), они включены в более крупную группу астероидов X-типа и различимы только по оптическому альбедо: [ 3 ]

P-тип альбедо < 0,1
М-тип альбедо в 0,1...0,3
E-тип альбедо > 0,3

Характеристики

[ редактировать ]

Хотя широко считается, что астероиды М-типа богаты металлами (причина использования буквы «М» в классификации), доказательства высокого содержания металлов в астероидах М-типа являются лишь косвенными, хотя и весьма правдоподобными. Их спектры аналогичны спектрам железных метеоритов и энстатитовых хондритов . [ 4 ] а радиолокационные наблюдения показали, что их радиолокационное альбедо намного выше, чем у астероидов других классов, [ 5 ] согласуется с присутствием составов более высокой плотности, таких как железо-никель. [ 1 ] Почти все M-типы имеют радиолокационное альбедо как минимум в два раза выше, чем более распространенные S- и C-типы , и примерно одна треть имеет радиолокационное альбедо примерно в 3 раза выше. [ 1 ]

Спектры высокого разрешения М-типа иногда обнаруживают тонкие особенности в длине 0,75 мкм и короче 0,55 мкм. [ 6 ] Присутствие силикатов заметно во многих [ 7 ] [ 8 ] и значительная часть демонстрирует признаки поглощения на длине волны 3 мкм, приписываемые гидратированным силикатам. [ 9 ] Присутствие силикатов, особенно гидратированных силикатов, противоречит традиционной интерпретации М-типов как остаточных железных ядер.

Возможные метеоритные аналоги астероидов М-типа.
Мезосидерит , представляющий смесь металлов и силикатов.
Энстатитовый хондрит , представляющий смесь металлов и силикатов (энстатит).
Богатый металлами углеродистый хондрит или бенкуббинит.
Каменисто-железный палласит , состоящий из железо-никеля и оливина .

Объемная плотность и пористость

[ редактировать ]

Объемная плотность астероида дает представление о его составе и метеоритных аналогах. [ 10 ] Для М-типа предлагаемые аналоги имеют объемную плотность в пределах ~3 г/см. 3 для некоторых типов углистых хондритов до почти 8 г/см 3 для железо-никеля, присутствующего в железных метеоритах . [ 2 ] [ 4 ] [ 9 ] Учитывая объемную плотность астероида и плотность материалов, из которых он состоит (так называемую плотность частиц или зерен), можно рассчитать его пористость и сделать некоторые выводы о его внутренней структуре; например, является ли объект связным, кучей обломков или чем-то промежуточным. [ 10 ]

Для расчета объемной плотности астероида требуется точная оценка его массы и объема; оба из них трудно получить, учитывая их небольшой размер по сравнению с другими объектами Солнечной системы. В случае более крупных астероидов можно оценить массу, наблюдая, как их гравитационное поле влияет на другие объекты, в том числе на другие астероиды, а также на орбитальные или пролетающие мимо космические корабли. [ 11 ] Если астероид обладает одной или несколькими лунами , можно использовать их коллективные орбитальные параметры (например, период обращения, большую полуось) для оценки масс ансамбля, например, в задаче двух тел .

Для оценки объема астероида требуется, как минимум, оценка диаметра астероида. В большинстве случаев они оцениваются по визуальному альбедо (яркости) астероида, длине хорд во время затмений или их тепловому излучению (например, миссия IRAS ). В некоторых случаях астрономам удавалось разработать трехмерные модели форм, используя различные методы (ср. 16 Psyche или 216 Kleopatra , например) или, в нескольких удачных случаях, с помощью изображений космического корабля (ср. 162173 Ryugu ).

Астероид Плотность Альбедо Радар Метод (масса, размер)
16 Психея 3.8 ± 0.3 [ 12 ] 0.34 ± 0.08 [ 13 ] Эфемериды, модель формы
21 Лютеция 3.4 ± 0.3 [ 14 ] 0.24 ± 0.07 [ 1 ] Пролет космического корабля Rosetta , прямая съемка
22 Каллиопа 4.1 ± 0.5 [ 15 ] [ 16 ] 0.15 ± 0.05 [ 5 ] Орбита своего спутника Линуса , модель формы
69 Гесперия 4.4 ± 1.0 [ 17 ] 0.45 ± 0.12 [ 1 ] Эфемериды, оценка размера теплового ИК/радара
92 Ундина 4.4 ± 0.4 [ 17 ] 0.38 ± 0.09 [ 1 ] Эфемериды, оценка размера теплового ИК/радара
129 Антигона 3.0 ± 1.0 [ 17 ] 0.36 ± 0.09 [ 1 ] Эфемериды, оценка размера теплового ИК/радара
216 Клеопатра 3.4 ± 0.5 [ 18 ] 0.43 ± 0.10 [ 19 ] Орбиты двух лун , модель формы.

Из них наиболее надежными считаются измерения массы, сделанные с помощью отклонения космического корабля или орбит лун. Оценки эфемерид основаны на тонком гравитационном притяжении других объектов на этом астероиде или наоборот и считаются менее надежными. Исключением из этого предостережения может быть Психея, поскольку это самый массивный астероид М-типа и имеет многочисленные оценки массы. [ 12 ] Оценки размера, основанные на моделях формы (обычно полученных на основе адаптивной оптики, затмений и радиолокационных изображений), являются наиболее надежными. Прямая съемка космических аппаратов (Лютеция) также весьма надежна. Размеры, основанные на косвенных методах, таких как тепловое ИК-излучение (например, IRAS) и радиолокационные эхо-сигналы, менее надежны.

Ни один из астероидов М-типа не имеет объемной плотности, соответствующей чистому железо-никелевому ядру. Если эти объекты пористые (то есть груды обломков ), то такая интерпретация все еще может иметь место; это вряд ли для Психеи, [ 12 ] из-за его большого размера. Учитывая спектральные признаки наличия силикатов на большинстве астероидов М-типа, общепринятая интерпретация большинства этих более крупных астероидов состоит в том, что они состоят из аналогов метеоритов меньшей плотности (например, энстатитовых хондритов , богатых металлами углеродистых хондритов , мезосидеритов ), а в некоторых случаях также могут быть груды обломков. [ 20 ] [ 18 ] [ 12 ]

Формирование

[ редактировать ]

Самая ранняя интерпретация астероидов М-типа заключалась в том, что они были остатками ядер ранних протопланет , лишенных вышележащей коры и мантии в результате массивных столкновений, которые, как полагают, часто случались в ранней истории Солнечной системы. [ 2 ]

Признано, что некоторые из меньших астероидов М-типа (<100 км) могли образоваться таким образом, но эта интерпретация была оспорена для 16 Психеи , крупнейшего из астероидов М-типа. [ 21 ] Есть три аргумента против формирования Психеи таким образом. [ 21 ] Во-первых, она должна была начаться как протопланета размером с Весту (около 500 км); статистически маловероятно, чтобы Психея была полностью разрушена, а Веста осталась нетронутой. Во-вторых, существует мало или вообще нет наблюдательных данных о семействе астероидов, связанных с Психеей, и, в-третьих, нет спектроскопических доказательств ожидаемых фрагментов мантии (т.е. оливина), которые могли бы образоваться в результате этого события. Вместо этого утверждалось, что Психея — это остаток протопланеты, которая была разрушена и гравитационно вновь скопилась в хорошо перемешанный железосиликатный объект. [ 21 ] Существует множество примеров металлосиликатных метеоритов, также известных как мезосидериты , которые могут быть объектами такого родительского тела .

Один из возможных ответов на эту вторую интерпретацию состоит в том, что астероиды М-типа (включая 16 Психеев) скопились гораздо ближе к Солнцу (1–2 а.е.), были лишены своей тонкой коры/мантии, еще будучи расплавленными (или частично), и позже динамически переместился в нынешний пояс астероидов. [ 22 ]

Третья точка зрения заключается в том, что крупнейшие М-типы, включая 16 Психеев, могут быть дифференцированными телами (как 1 Церера и 4 Весты), но при правильном сочетании железа и летучих веществ (например, серы) эти тела могли испытать своего рода железный вулканизм, он же ферровулканизм, еще при остывании. [ 23 ]

Яркие примеры

[ редактировать ]

В базе данных малых тел JPL имеется 980 астероидов, классифицированных по системе спектральной классификации астероидов Толена . [ 24 ] Из них 38 относятся к типу М. [ 25 ] Еще 10 первоначально были классифицированы как X-тип, но теперь причислены к M-типу, поскольку их оптическое альбедо находится в диапазоне от 0,1 до 0,3. [ 26 ] В целом М-типы составляют примерно 5% астероидов, отнесенных к таксономии Толена.

(16) Психика

[ редактировать ]

16 Психея — крупнейший астероид М-типа со средним диаметром 222 км и относительно высоким средним радиолокационным альбедо , предполагая, что он имеет высокое содержание металлов в верхних нескольких метрах его поверхности. [ 13 ] Космический корабль «Психея» , запущенный 13 октября 2023 года, направляется к планете 16 «Психея» и прибудет в 2029 году.

(21) Лютеция

[ редактировать ]

21 Лютеция имеет средний диаметр 100 км, [ 1 ] и был первым астероидом типа M, который был сфотографирован космическим кораблем, когда космический зонд «Розетта» посетил его 10 июля 2010 года. [ 27 ] Его среднее радиолокационное альбедо примерно в два раза больше, чем средний астероид S-типа или C-типа , и предполагает, что его реголит содержит повышенное количество металлических фаз по сравнению с другими классами астероидов. [ 1 ] Анализ с использованием данных спектрометра Rosetta (VIRTIS) соответствовал эстатитовым или богатым железом углеродистым хондритовым материалам. [ 28 ]

(22) Каллиопа

[ редактировать ]

22 Каллиопа — второй по величине астероид М-типа со средним диаметром 150 км. [ 15 ] Одинокий спутник по имени Линус был открыт в 2001 году. [ 29 ] и позволяет точно оценить массу. В отличие от большинства астероидов М-типа, радиолокационное альбедо Каллиопы составляет 0,15, как и у астероидов S- и C-типа. [ 5 ] и не предполагает обогащения металла в реголите. Это стало целью создания адаптивной оптической визуализации высокого разрешения, которая использовалась для обеспечения надежного размера и формы, а также относительно высокой объемной плотности 4,1 г / см. 3 . [ 15 ] [ 16 ]

(216) Клеопатра

[ редактировать ]

216 Клеопатра со средним диаметром 122 км является третьим по величине астероидом М-типа, известным после 16 Психеи и 22 Каллиопы. [ 19 ] Радиолокационная допплеровская визуализация, телескопические изображения высокого разрешения и несколько звездных затмений показывают, что это контактный двойной астероид, форму которого обычно называют «собачьей костью» или «гантелью». [ 19 ] Радиолокационные наблюдения радиолокационного телескопа Аресибо указывают на очень высокое радиолокационное альбедо, составляющее в южном полушарии, что соответствует богатому металлами составу. [ 19 ] Клеопатра также примечательна наличием двух небольших спутников, названных Алекселиос и Клеоселена, которые позволили точно рассчитать ее массу и объемную плотность. [ 30 ]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я Шепард, МК; и др. (2015). «Радиолокационный обзор астероидов классов M и X: III. Понимание их состава, состояния гидратации и структуры». Икар . 245 : 38–55. дои : 10.1016/j.icarus.2014.09.016 .
  2. ^ Перейти обратно: а б с Белл, Дж. Ф.; и др. (2015). «Астероиды: общая картина». В Бинзеле, Ричард П.; Герелс, Том; Мэтьюз, Милдред Шепли (ред.). Астероиды II . Издательство Университета Аризоны. стр. 921–948. ISBN  978-0-8165-2281-1 .
  3. ^ Толен, диджей; Баруччи, Массачусетс (1989). «Таксономия астероидов». В Бинзеле, Ричард П.; Герелс, Том; Мэтьюз, Милдред Шепли (ред.). Астероиды II . Издательство Университета Аризоны. стр. 298–315. ISBN  0-8165-1123-3 .
  4. ^ Перейти обратно: а б Гаффи; Белл, Дж. Ф.; Крукшанк, Д. (1989). «Минералогия поверхности астероидов». В Бинзеле, Ричард П.; Герелс, Том; Мэтьюз, Милдред Шепли (ред.). Астероиды II . Издательство Университета Аризоны. стр. 98–127. ISBN  0-8165-1123-3 .
  5. ^ Перейти обратно: а б с Магри, К.; и др. (2007). «Радиолокационный обзор астероидов главного пояса: наблюдения Аресибо за 55 объектами в 1999–2004 гг.». Икар . 186 : 126–151. дои : 10.1016/j.icarus.2006.08.018 .
  6. ^ Автобус, SJ; Бинзель, Р.П. (2002). «Фаза II исследования спектроскопии малых астероидов главного пояса: таксономия, основанная на признаках» . Икар . 158 (1): 146–177. Бибкод : 2002Icar..158..146B . дои : 10.1006/icar.2002.6856 . S2CID   4880578 .
  7. ^ Окерт-Белл, М.; и др. (2010). «Состав астероидов М-типа: Синтез спектроскопических и радиолокационных наблюдений». Икар . 210 (2): 674–692. дои : 10.1016/j.icarus.2010.08.002 .
  8. ^ Лупишко, Д.Ф.; и др. (1982). «UBV-фотометрия астероидов М-типа 16 Психея и 22 Каллиопа». Исследования Солнечной системы . 16 : 75. Бибкод : 1982AVest..16..101L .
  9. ^ Перейти обратно: а б Ривкин А.С.; и др. (2000). «Природа астероидов М-класса по данным 3-микронных наблюдений». Икар . 145 (2): 351. Бибкод : 2000Icar..145..351R . дои : 10.1006/icar.2000.6354 .
  10. ^ Перейти обратно: а б Бритт, DT; и др. (2015). «Плотность, пористость и структура астероидов». В Боттке, ВФ; Челлино, А.; Паолички, П.; Бинцель, Р.П. (ред.). Астероиды III . Издательство Университета Аризоны. стр. 485–500. ISBN  978-0-8165-1123-5 .
  11. ^ Питьева Е.В.; Питьев, Н.П. (2018). «Массы главного пояса астероидов и пояса Койпера по движениям планет и космических кораблей». Земля и планетарная астрофизика . 44 (8–9): 554–566. arXiv : 1811.05191v1 . дои : 10.1134/S1063773718090050 . S2CID   255197841 .
  12. ^ Перейти обратно: а б с д Элкинс-Тантон, Лейтенант; и др. (2020). «Наблюдения, метеориты и модели: предполетная оценка состава и формирования (16) Психеи» . Журнал геофизических исследований: Планеты . 125 (3): 23. doi : 10.1029/2019JE006296 . ПМЦ   7375145 . ПМИД   32714727 . S2CID   214018872 .
  13. ^ Перейти обратно: а б Шепард, МК; и др. (2021). «Астероид 16 Психея: форма, особенности и глобальная карта» . Планетарный научный журнал . 2 (4): 16. arXiv : 2110.03635 . дои : 10.3847/PSJ/abfdba . S2CID   235918955 .
  14. ^ Сьеркс, Х.; и др. (2011). «Изображения астероида 21 Лютеция: остатка планетезимали ранней Солнечной системы» (PDF) . Наука . 334 (6055): 487–490. Бибкод : 2011Sci...334..487S . дои : 10.1126/science.1207325 . hdl : 1721.1/110553 . ПМИД   22034428 . S2CID   17580478 .
  15. ^ Перейти обратно: а б с Вернацца, П.; и др. (2021). «Визуализация VLT/SPHERE крупнейших астероидов главного пояса: окончательные результаты и синтез» . Астрономия и астрофизика . 654 (А56): 48. дои : 10.1051/0004-6361/202141781 . hdl : 10261/263281 . S2CID   239104699 .
  16. ^ Перейти обратно: а б Феррэ, М. (2021). Каллиопа М-типа (22): Высокая плотность и дифференцированный интерьер . 15-й Европланетный научный конгресс. Бибкод : 2021EPSC...15..696F . Получено 30 декабря 2021 г. - через NASA ADS.
  17. ^ Перейти обратно: а б с Кэрри, Б. (2012). «Плотность астероидов». Планетарная и космическая наука . 73 (1): 98–118. arXiv : 1203.4336 . дои : 10.1016/j.pss.2012.03.009 . S2CID   119226456 .
  18. ^ Перейти обратно: а б Марчис, Ф.; Джорда, Л.; Вернацца, П.; Брож, М.; Хануш Ю.; Феррэ, М.; и др. (сентябрь 2021 г.). «(216) Клеопатра, критически вращающийся астероид М-типа низкой плотности» . Астрономия и астрофизика . 653 : А57. arXiv : 2108.07207 . дои : 10.1051/0004-6361/202140874 . S2CID   237091036 . А57 . Проверено 13 октября 2021 г.
  19. ^ Перейти обратно: а б с д Шепард, Майкл К.; Тимерсон, Брэдли; Ширес, Дэниел Дж.; Беннер, Лэнс AM; Джорджини, Джон Д.; Хауэлл, Эллен С .; и др. (2018). «Пересмотренная модель формы астероида (216) Клеопатра» . Икар . 311 : 197–209. Бибкод : 2018Icar..311..197S . дои : 10.1016/j.icarus.2018.04.002 .
  20. ^ Декамп, П.; Марчис, Ф.; Поллок, Дж.; Бертье, Дж.; Вашье, Ф.; Бирлан, М.; и др. (2008). «Новое определение размера и объемной плотности двойного астероида 22 Каллиопа по наблюдениям взаимных затмений». Икар . 196 (2): 578–600. arXiv : 0710.1471 . Бибкод : 2008Icar..196..578D . дои : 10.1016/j.icarus.2008.03.014 . S2CID   118437111 .
  21. ^ Перейти обратно: а б с Дэвис, доктор медицинских наук; Фаринелла, П.; Марзари, Ф. (1999). «Пропавшая семья Психеи: столкновение разрушилось или так и не сформировалось?». Икар . 137 (1): 140–151. дои : 10.1006/icar.1998.6037 .
  22. ^ Скотт, Э.; и др. (2014). «Происхождение магматических метеоритов и дифференцированных астероидов» . Астероиды . ACM: 483. Бибкод : 2014acm..conf..483S .
  23. ^ Джонсон, Британская Колумбия; Сори, ММ; Эванс, Эй Джей (2020). «Ферровулканизм металлических миров и происхождение палласитов». Природная астрономия . 4 : 41–44. arXiv : 1909.07451 . дои : 10.1038/s41550-019-0885-x . S2CID   202583406 .
  24. ^ «Специфический тип (Толен) определен» . JPL Динамика Солнечной системы . Поисковая система базы данных малых тел JPL . Лаборатория реактивного движения . Проверено 26 декабря 2021 г.
  25. ^ "Спец. тип (Толен) = M" . JPL Динамика Солнечной системы . Поисковая система базы данных малых тел JPL . Лаборатория реактивного движения . Проверено 26 декабря 2021 г.
  26. ^ "спец. тип (Толен) = X И альбедо >= 0,1 И альбедо <= 0,3" . JPL Динамика Солнечной системы . Поисковая система базы данных малых тел JPL . Лаборатория реактивного движения . Проверено 26 декабря 2021 г.
  27. ^ Шульц, Р.; и др. (2012). «Пролет Розетты над астероидом (21) Лютеция: обзор». Планетарная и космическая наука . 66 (1): 2–8. дои : 10.1016/j.pss.2011.11.013 .
  28. ^ Корадини, А.; и др. (2011). «Состав поверхности и температура астероида 21 Лютеция по наблюдениям Rosetta/VIRTIS». Наука . 334 (492): 492–494. дои : 10.1126/science.1204062 . ПМИД   22034430 . S2CID   19439721 .
  29. ^ Марго, JL; Браун, Мэн (2003). «Астероид М-типа низкой плотности в главном поясе». Наука . 300 (5627): 1939–1942. дои : 10.1126/science.1085844 . ПМИД   12817147 . S2CID   5479442 .
  30. ^ Декамп, П.; и др. (2011). «Тройственность и физические характеристики астероида (216) Клеопатра». Икар . 245 (2): 64–69. arXiv : 1011.5263 . дои : 10.1016/j.icarus.2010.11.016 . S2CID   119286272 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: bc892deff7de2b6bb7c5121201622a7b__1718658720
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/bc/7b/bc892deff7de2b6bb7c5121201622a7b.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
M-type asteroid - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)