Natrium bergelembung dapat menjelaskan aktivitas asteroid Phaethon yang megah dan mirip komet

Model dan tes laboratorium menunjukkan bahwa asteroid dapat melepaskan uap natrium saat mengorbit di dekat Matahari, yang menjelaskan peningkatan kecerahannya.

Ketika sebuah komet bergegas melalui tata surya bagian dalam, matahari memanaskannya, menyebabkan es di bawah permukaan menguap ke luar angkasa. Uap yang keluar melonggarkan debu dan bebatuan, dan gas menciptakan ekor terang yang dapat meregang seperti selubung halus sejauh jutaan mil dari inti.

Sementara komet mengandung banyak jenis es yang berbeda, asteroid sebagian besar terbuat dari batu dan tidak diketahui membuat representasi yang begitu megah. Namun, sebuah studi baru sedang menyelidiki bagaimana asteroid dekat Bumi Phaethon benar-benar dapat menunjukkan aktivitas seperti komet meskipun kekurangan es dalam jumlah yang signifikan.

Dikenal sebagai sumber hujan meteor Geminid tahunan, asteroid selebar 5,8 kilometer itu menjadi terang saat mendekati matahari. Komet biasanya berperilaku seperti ini: saat memanas, permukaan esnya menguap, membuatnya lebih aktif dan lebih terang karena gas dan debu yang keluar menyebarkan lebih banyak sinar matahari. Tapi apa yang membuat Phaethon lebih ringan jika bukan es yang menguap?

Pelakunya bisa jadi natrium. Seperti yang dijelaskan oleh penulis studi baru, orbit 524 hari yang diperpanjang Phaethon menempatkan objek dengan baik ke orbit Merkurius, di mana matahari memanaskan permukaan asteroid hingga sekitar 1.390 derajat. Fahrenheit (750 derajat) Celsius). Dengan orbit yang begitu hangat, air, karbon dioksida, atau es karbon monoksida di dekat permukaan asteroid akan terbakar sejak lama. Tapi pada suhu itu, natrium bisa keluar dari batu asteroid ke luar angkasa.

“Phaethon adalah objek aneh yang menjadi aktif ketika mendekati matahari,” kata direktur studi Joseph Masiero, seorang ilmuwan di IPAC, sebuah organisasi penelitian di Caltech. “Kami tahu itu adalah asteroid dan sumber dari saudara kembar. Tapi mengandung sedikit atau tidak ada es, jadi kami tertarik dengan kemungkinan bahwa natrium, yang relatif melimpah di asteroid, bisa menjadi elemen yang mendorong aktivitas ini.”

Senyawa Meteor Asteroid

Masiero dan timnya terinspirasi oleh pengamatan yang dilakukan oleh Geminid. Ketika meteoroid – batu kecil dari luar angkasa – berkeliaran di atmosfer bumi sebagai meteor, mereka hancur. Namun sebelum itu terjadi, gesekan dengan atmosfer menyebabkan udara di sekitar meteoroid mencapai ribuan derajat dan menciptakan cahaya. Warna cahaya ini mewakili unsur-unsur yang terkandung di dalamnya. Natrium, misalnya, menciptakan rona oranye. Geminids dikenal rendah sodium.

Sebelumnya, diyakini bahwa batu-batu kecil ini entah bagaimana kehilangan natriumnya setelah mereka meninggalkan asteroid. Studi baru ini menunjukkan bahwa natrium mungkin memang memainkan peran kunci dalam mengeluarkan meteoroid Geminid dari permukaan Phaethon.

Para peneliti percaya bahwa natriumnya memanas dan menguap saat asteroid mendekati matahari. Proses ini akan menghabiskan permukaan natrium sejak lama, tetapi natrium di asteroid masih memanas, menguap, dan menggelegak ke luar angkasa melalui retakan dan celah di kerak terluar Phaethon. Jet ini akan memberikan momentum yang cukup untuk menjatuhkan puing-puing berbatu dari permukaannya. Jadi natrium yang menggelegak dapat menjelaskan tidak hanya kecerahan asteroid seperti komet, tetapi juga bagaimana meteoroid Geminid dikeluarkan dari asteroid dan mengapa mereka rendah natrium.

“Asteroid seperti Phaethon memiliki gravitasi yang sangat lemah, sehingga tidak perlu banyak tenaga untuk menendang puing-puing dari permukaan atau untuk melonggarkan batu dari rekahan,” kata Björn Davidson, ilmuwan di NASAJet Propulsion Laboratory di California Selatan dan rekan penulis penelitian ini. “Model kami menunjukkan bahwa hanya sejumlah kecil natrium yang diperlukan untuk ini – tidak ada bahan peledak seperti uap yang keluar dari permukaan komet es; itu lebih merupakan desisan yang stabil.”

Diperlukan tes laboratorium

Untuk mengetahui apakah natrium menguap dan keluar dari batuan asteroid, para peneliti menguji sampel meteorit Allende, yang jatuh di atas Meksiko pada tahun 1969, di laboratorium. JPL. Mungkin dari asteroid yang mirip dengan Phaethon, meteorit itu termasuk dalam kelas meteorit yang dikenal sebagai chondrites karbon yang terbentuk pada hari-hari awal tata surya. Para peneliti kemudian memanaskan pecahan meteorit ke suhu tertinggi yang dialami Phaethon saat ia mendekati matahari.

“Suhu ini kira-kira pada titik di mana natrium terlepas dari konstituen batuannya,” kata Yang Liu, seorang ilmuwan di JPL dan rekan penulis studi tersebut. “Jadi kami mensimulasikan efek pemanasan ini selama ‘hari’ di Phaethon – periode rotasi tiga jamnya – dan membandingkan mineral dalam sampel sebelum dan sesudah tes laboratorium kami, natrium hilang sementara elemen lainnya tertinggal.” Ini menunjukkan bahwa hal yang sama dapat terjadi pada Phaethon dan tampaknya sesuai dengan hasil model kami.”

Studi baru mendukung semakin banyak bukti yang mengkategorikan benda-benda kecil di tata surya kita sebagai “asteroid” dan “komet” terlalu disederhanakan berdasarkan berapa banyak es yang dikandungnya, tetapi juga elemen apa yang menguap pada suhu yang lebih tinggi .

“Temuan terbaru kami adalah bahwa jika kondisinya tepat, natrium dapat menjelaskan sifat beberapa asteroid aktif, membuat spektrum antara asteroid dan komet menjadi lebih kompleks daripada yang kami duga sebelumnya,” kata Masiero.

Penelitian yang berjudul “Volatilitas Natrium dalam Kondrit Karbon pada Suhu yang Konsisten dengan Asteroid Perihelia Rendah” ini diterbitkan di Jurnal Sains Planet pada 16/08/2021.

Referensi: “Volatilitas Natrium dalam Kondrit Karbon pada Suhu yang Konsisten dengan Asteroid Perihelion Rendah” oleh Joseph R. Masiero, Björn JR Davidsson, Yang Liu, Kelsey Moore dan Michael Tuite, 16 Agustus 2021, Jurnal Sains Planet.
DOI: 10.3847 / PSJ / ac0d02