Metalliska asteroider tros ha börjat som blobbar av smält järn som flyter i rymden. Som om det inte är konstigt nog, forskare tror nu att när metallen kyldes och stelnade, vulkaner som spyr ut flytande järn kunde ha brutit ut genom en fast järnskorpa på asteroidens yta.

Detta scenario framkom från en analys av planetforskare vid UC Santa Cruz vars undersökning delvis föranleddes av NASA:s planer på att lansera en sond till Psyche, den största metalliska asteroiden i solsystemet. Francis Nimmo, professor i jord- och planetvetenskap, sa att han var intresserad av sammansättningen av metalliska asteroider som indikeras av analyser av järnmeteoriter, så han lät doktoranden Jacob Abrahams arbeta på några enkla modeller av hur asteroiderna kyldes och stelnade.

"En dag vände han sig mot mig och sa:"Jag tror att de här sakerna kommer att bryta ut, "" sa Nimmo. "Jag hade aldrig tänkt på det förut, men det är vettigt eftersom du har en flytande vätska under en tät skorpa, så vätskan vill komma upp till toppen."

Forskarna beskrev sina resultat i en artikel som har godkänts för publicering i Geofysiska forskningsbrev .

Metalliska asteroider uppstod tidigt i solsystemets historia när planeter började bildas. En protoplanet eller "planetesimal" inblandad i en katastrofal kollision kan berövas sina steniga yttre lager, exponera en smält, järnrik kärna. I rymdens kyla, denna klump av flytande metall skulle snabbt börja svalna och stelna.

"I vissa fall skulle det kristallisera från centrum och ut och skulle inte ha vulkanism, men en del skulle kristallisera uppifrån och ner, så att du får en solid metallplåt på ytan med flytande metall under, " sa Nimmo.

När det gäller hur järnvulkanerna skulle se ut, Abrahams sa att det beror på smältans sammansättning. "Om det mestadels är rent järn, då skulle du få utbrott av lågviskösa ytflöden som sprids ut i tunna ark, så inget som det tjocka, trögflytande lavaflöden du ser på Hawaii, " sade han. "I den andra ytterligheten, om det finns lätta element inblandade och gaser som expanderar snabbt, du kan ha explosiv vulkanism som kan lämna gropar i ytan."

NASA:s Psyche-uppdrag är planerat att starta 2022 och nå asteroiden 2026. Tecken på tidigare vulkanism som forskare kan leta efter inkluderar variationer i färg eller sammansättning av material på ytan, och möjligen funktioner som ser ut som vulkaniska ventiler. Stora vulkankottar är förmodligen osannolikt, sa Abrahams.

Tyvärr, eftersom metalliska asteroider skulle ha stelnat ganska snabbt efter att de bildats, det har funnits gott om tid (miljarder år) för eventuella ytegenskaper hos vulkanismen att försämras. "Det är inte klart hur de kan se ut nu, sa Abrahams.

Det bästa tillfället att hitta bevis på ferrovulkanism på metalliska asteroider kan faktiskt komma från att studera järnmeteoriter som redan finns i samlingar på jorden, sa forskarna.

"Det finns många av dessa metalliska meteoriter, och nu när vi vet vad vi letar efter, vi kan hitta bevis på vulkanism i dem, " sa Nimmo. "Om material fick utbrott på ytan, det skulle svalna väldigt snabbt, vilket skulle återspeglas i meteoritens sammansättning. Och det kan ha hål i sig genom att gasen läcker ut."

När de presenterade sina resultat vid en nyligen genomförd Lunar and Planetary Science Conference, Abrahams och Nimmo upptäckte att ett annat forskarlag självständigt hade kommit fram till liknande slutsatser om möjligheten av ferrovulkanism.

"Det är ingen chockerande idé, men vi hade aldrig tänkt på järnvulkanism förut, så det är något nytt och intressant att undersöka, sa Abrahams.