Den metalliska asteroiden Psyche har mystifierat forskare eftersom den är mindre tät än den borde vara, med tanke på dess järn-nickel sammansättning. Nu, en ny teori skulle kunna förklara Psyches låga densitet och metalliska yta.

Till skillnad från de flesta asteroider, Psyche verkar till stor del bestå av järn och nickel istället för steniga spillror. Metallrika asteroider tros ha bildats när primordiala planetesimaler kolliderade, ta bort mycket av det yttre materialet och lämna kvar de inre metallkärnorna, som sedan svalnade och stelnade från utsidan och in. Under denna nedkylningsprocess, en legering av kvarvarande smälta fickor av järn, nickel och lättare grundämnen som svavel, kan ha flutit till ytan genom vätskefyllda sprickor som kallas vallar, belägga en översta, stenigt lager.

"Vi refererar till dessa processer kollektivt som 'ferrovulkanism, '" sa Brandon C. Johnson, en docent i jord- och atmosfärsvetenskap vid Purdue University.

Teorin beskrivs i ett forskningsdokument som publiceras i tidskriften Natur astronomi på måndag (16 september). Tidningen var medförfattare av Johnson; Michael M. Sori, en associerad forskare vid University of Arizonas Lunar and Planetary Laboratory; och Alexander J. Evans, en biträdande professor i jord, miljö, och planetariska vetenskaper vid Brown University.

Meteoriter som kallas pallasiter tros vara en blandning av kärna och mantelmaterial, möjligen blandat samman av ferrovulkanism. Fickorna av flytande metall, blandat med svavel, är mindre täta än omgivande fast material, producerar ett "övertryck, "möjligen orsakar utbredningen av vallar och tillåter ferrovulkanism att inträffa.

Forskarna bestämde hur långt dessa vallar skulle behöva fortplanta sig för att göra vulkanism möjlig.

"Våra beräkningar tyder på att ferrovulkanutbrott kan vara möjliga för små, metallrika kroppar, speciellt för svavelrika smältor och kroppar med mantlar som är tunnare än cirka 35 kilometer eller kroppar där manteln lokalt har tunnats ut av stora nedslagskratrar, "Sa Johnson.

Ett kommande rymduppdrag från NASA till Psyche kommer att hjälpa forskare att testa denna teori. De ferrovulkaniska utbrotten kan förklara Psyches låga densitet, som existerar trots radar och andra vetenskapliga bevis på en metallisk ytsammansättning. Psyke, den största kända metalliska asteroiden i solsystemet, ligger i asteroidbältet mellan Mars och Jupiter. Dess densitet uppskattas till endast ungefär hälften av en järnmeteorit.

Forskarna har en teori om att asteroiden kan bestå av två lager, där en metallkärna är omgiven av en mantel med lägre densitet av stenigt material.

"Ferrovulkanism kan ha transporterat kärnmaterial till ytan, orsakar radardetektering av metall, "Sa Johnson.

Forskningen pågår, med framtida arbete med att utnyttja mer sofistikerad modellering för att studera hur ferrovulkanism kan uppstå, och möjligen undersöka Psyches evolution.

Ingen rymdfarkost har ännu besökt en metallisk asteroid, och begreppet ferrovulkanism bygger på matematiska modeller. NASA planerar att skjuta upp rymdsonden 2022. Uppdraget kan tillåta forskare att bekräfta teorin och svara på frågor om metallasteroidernas roll i solsystemets utveckling.