从地球上获得的最高分辨率的小行星表面温度测量值

普赛克在小行星带中围绕太阳运行 , 小行星带是地球和木星之间的一个环形空间区域 , 其中包含超过一百万个直径从 10 米到 946 公里不等的岩石天体 。

从地球上获得的最高分辨率的小行星表面温度测量值

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Psyche 的直径超过 200 公里 , 是最大的 M 型小行星 , 这是一类神秘的小行星 , 被认为富含金属 , 因此可能是原行星核心的碎片 , 这些小行星在太阳系形成 。
加州理工学院行星科学和天文学助理教授、PSJ文章的主要作者凯瑟琳·德·克利尔 (Katherine de Kleer) 说:“早期的太阳系是一个暴力的地方 , 因为行星体合并然后相互碰撞 , 同时落入围绕太阳的轨道 。” “我们认为 , 这些天体的核心、地幔和地壳的碎片今天仍以小行星的形式存在 。如果这是真的 , 这为我们提供了直接研究类行星天体核心的唯一真正机会 。”
研究如此远离地球的相对微小的物体(普赛克在距地球 1.795 至 3.29 亿公里的距离内漂移)对行星科学家构成了重大挑战 , 这就是为什么 NASA 计划向普赛克发送探测器以进行检查的原因它靠近 。通常 , 来自地球的热观测——测量物体本身发出的光 , 而不是从该物体反射的太阳光——是红外波长 , 只能产生小行星的 1 像素图像 。然而 , 那个像素确实揭示了很多信息 。例如 , 它可以用来研究小行星的热惯性 , 或者它在阳光下加热和在黑暗中冷却的速度 。
【从地球上获得的最高分辨率的小行星表面温度测量值】“低热惯性通常与尘埃层有关 , 而高热惯性可能表明表面有岩石 , ”加州理工学院的行星科学博士后学者、PSJ文章的合著者萨维里奥·坎比奥尼 (Saverio Cambioni) 说 。“然而 , 从另一种景观中辨别出一种类型是很困难的 。” 在一天中的许多时间查看每个表面位置的数据提供了更多的细节 , 从而导致解释更少歧义 , 并在航天器到达之前提供更可靠的景观类型预测 。
De Kleer 和 Cambioni 与共同作者、宾夕法尼亚州布鲁姆斯堡大学的 Michael Shepard 一起 , 利用智利的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列 (ALMA) 来获取此类数据 , 该阵列于 2013 年全面投入使用 。由 66 台射电望远镜组成的阵列使该团队能够以 30 公里的分辨率(其中每个像素为 30 公里乘 30 公里)绘制 Psyche 整个表面的热辐射图 , 并生成由大约 50 个像素组成的小行星图像 。
这是可能的 , 因为 ALMA 在毫米波长下观察 Psyche , 这比红外波长(通常在 5 到 30 微米之间)更长(从 1 到 10 毫米) 。更长波长的使用使研究人员能够结合从 66 个望远镜收集的数据 , 以创建一个更大的有效望远镜;望远镜越大 , 它产生的图像的分辨率就越高 。
研究证实 , 与典型的小行星相比 , 普赛克的热惯性较高 , 表明普赛克的表面非常致密或具有导电性 。当 de Kleer、Cambioni 和 Shepard 分析数据时 , 他们还发现 Psyche 的热辐射——它辐射的热量——仅为具有这种热惯性的典型表面预期值的 60% 。由于表面发射受到表面金属存在的影响 , 他们的发现表明 Psyche 的表面不低于 30% 的金属 。对发射极化的分析帮助研究人员粗略地确定了金属的形式 。光滑的固体表面发出组织良好的偏振光;然而 , 普赛克发出的光被散射了 ,