Asteroide 16 Psyche

16 Psique captada por el generador de imágenes SPHERE de óptica adaptativa del Very Large Telescope. Créditos: ESO/LAM – CC BY 4.0

16 Psyche es un gran asteroide descubierto por el astrónomo italiano Annibale de Gasparis, que trabajaba en Nápoles, el 17 de marzo de 1852 y que lleva el nombre de la figura mitológica griega Psyche. El prefijo «16» significa que fue el decimosexto planeta menor en orden de descubrimiento. Es uno de los doce asteroides más masivos, contiene aproximadamente el uno por ciento de la masa del cinturón de asteroides y tiene más de 200 kilómetros (120 millas) de diámetro. Se supone que Psyche es el núcleo expuesto de un protoplaneta y es el más masivo de los asteroides de tipo M, ricos en metales. Su composición y densidad coinciden con los meteoritos de mesosiderita y es probable que sea su cuerpo padre. Psyche está programado para exploración espacial, con el lanzamiento de una nave espacial planeado en 2022, llegada en 2026 y exploración orbital en 2026-2027

Símbolo

Los astrónomos crearon símbolos similares a iconos para los primeros quince asteroides que se descubrieron, como un tipo de notación abreviada consistente con la notación más antigua para los planetas clásicos. A Psyche se le dio un símbolo icónico, al igual que algunos otros asteroides descubiertos después de 16 Psyche. El símbolo 16 Psique, un semicírculo coronado por una estrella, representa el ala de una mariposa, símbolo del alma (psique es la palabra griega para «alma»), y una estrella.

Sin embargo, los símbolos icónicos de todos los asteroides fueron reemplazados antes de que el símbolo de Psyche entrara en uso. Con más de una docena de asteroides descubiertos, recordar todos sus emblemas individuales se volvió cada vez más engorroso, y en 1851, el astrónomo alemán J.F. Encke sugirió usar un número encerrado en un círculo: ⑯. El primer asteroide designado con el nuevo esquema fue ⑯ Psyche, cuando el astrónomo estadounidense J. Ferguson publicó sus observaciones en 1852.

Masa, tamaño y forma

Psyche es lo suficientemente masivo como para que se puedan observar sus perturbaciones gravitacionales en otros asteroides, lo que permite una medición de masa. Los valores para la masa de (3,38 ± 0,28) × 10−11 M☉ y la densidad de 6,98 ± 0,58 g/cm3 obtenidos de un análisis de 2002 por Kuzmanoski y Kovačević, de un encuentro cercano con el asteroide (13206) 1997 GC22. La nueva estimación de alta densidad sugiere que 16 Psyche debe estar compuesto principalmente de metales. A partir de 2019, la mejor estimación de masa es (2,41 ± 0,32) × 1019 kg, con una densidad aparente derivada de 3,99 ± 0,26 g/cm3.

La órbita de Psyche entre Marte y Júpiter es casi circular. Créditos: TomruenCC BY-SA 4.0

La primera estimación del tamaño de Psyche provino de observaciones de emisión infrarroja térmica IRAS. Demostraron que tenía un diámetro de aproximadamente 253 kilómetros (157 millas), aunque probablemente fue una sobreestimación, ya que Psyche fue visto desde el polo en ese momento.

El análisis de la curva de luz indica que Psyche tiene una forma algo irregular. Hay un déficit de masa pronunciado cerca del ecuador a aproximadamente 90° de longitud comparable a la cuenca de Rheasilvia en 4 Vesta. También hay dos depresiones similares a cráteres más pequeñas (50 a 70 km de diámetro) cerca del polo sur. El polo norte de Psyche apunta hacia las coordenadas de la eclíptica β = 28 °, λ = −6 °, con una incertidumbre de 4°. Esto da una inclinación axial de 95°

Las observaciones de dos ocultaciones estelares de multicordales de 2010 y 2014 permiten la coincidencia de las inversiones de la curva de luz DAMIT modelo 1806 que dan un diámetro medio de volumen equivalente de 216 ± 12 km, y un diámetro medio de superficie equivalente de 227 ± 13 km. La densidad de Psyche derivada de estas estimaciones, 3,7 ± 0,6 g / cm3, es consistente con la de otros asteroides metálicos.

Haga clic en esta visualización interactiva del asteroide Psyche y pruébelo. El botón «HD» en la parte inferior derecha ofrece texturas más detalladas. La experiencia interactiva completa está en Eyes on the Solar System. Crédito: NASA / JPL-Caltech

Características

Las observaciones de Psyche con el generador de imágenes SPHERE de óptica adaptativa del Very Large Telescope revelaron dos grandes cráteres, del orden de 90 km de ancho, que se llamaron provisionalmente Meroe ˈmɛroʊi’ y Panthia ˈpænθiə’ , las brujas gemelas en la novela romana Metamorfosis de Apuleyo.

Composición y origen

Las observaciones indican que Psyche tiene una composición de metal-piroxeno, consistente con tener uno de los albedos de radar más brillantes en el cinturón de asteroides (0,37 ± 0,09). Su densidad, 4,0 ± 0,3 g/cm3, es compatible con los meteoritos mesosiderita (≈ 4,25 g/cm3) y el meteorito Steinbach (≈ 4,1 g / cm3). [1]

Psyche parece tener una superficie que es 90% metálica y 10% de roca de silicato, con 6 ± 1% de ortopiroxeno. Los científicos creen que estos metales pueden ser principalmente hierro y níquel.

La instalación del telescopio infrarrojo de la NASA en los observatorios de Mauna Kea informó de la presencia (característica de absorción de ~ 3 μm) de iones de hidroxilo en el asteroide en octubre de 2016, lo que pueden sugerir hielo de agua. Dado que se cree que Psyche se formó en condiciones secas sin la presencia de agua, el hidroxilo puede haber llegado a Psyche a través de impactos pasados de asteroides carbonosos más pequeños.

Psyche parece ser un núcleo metálico expuesto o un fragmento de un núcleo metálico de un cuerpo parental diferenciado más grande de unos 500 kilómetros de diámetro. La superficie tiene aproximadamente un 20% de contenido metálico, aunque los espectros de reflexión son anómalos y difíciles de igualar con los modelos de composición teórica como en 2021. Si Psyche es de hecho un núcleo metálico remanente, podría haber otros asteroides en órbitas similares. Sin embargo, Psyche no forma parte de ninguna familia de asteroides identificada. Una hipótesis es que la colisión que formó Psyche ocurrió muy temprano en la historia del Sistema Solar, y desde entonces todos los demás remanentes han sido triturados en fragmentos por colisiones posteriores o sus órbitas fueron perturbadas más allá del reconocimiento. Sin embargo, se considera que este escenario tiene una probabilidad de solo el 1%. Una alternativa es que Psyche se rompió por los impactos, pero no se desgarró catastróficamente. En este caso, puede ser un candidato para el cuerpo padre de las mesosideritas, una clase de meteoritos de piedra y hierro.

Otra posibilidad es que Psyche pueda ser un miembro final de diversos cuerpos reliquia dejados por la formación del planeta interior. El manto del asteroide puede haber sido arrancado no por una sola colisión sino por múltiples (más de tres) colisiones laterales relativamente lentas con cuerpos de tamaño comparable o mayor. Lo que queda es un núcleo metálico cubierto por una fina capa de silicatos, que se revela espectralmente. En tal caso, Psyche sería análogo a Mercurio pero mucho menos masivo.

Exploración

Ninguna nave espacial ha visitado Psyche, pero en 2014 se propuso a la NASA una misión. Un equipo dirigido por Lindy Elkins-Tanton, directora de la Escuela de Exploración de la Tierra y el Espacio de la Universidad Estatal de Arizona, presentó un concepto para un orbitador Psyche robótico. Este equipo argumentó que 16 Psyche sería un objeto valioso para el estudio porque es el único cuerpo similar a un núcleo metálico descubierto hasta ahora.

La nave espacial Psyche de la NASA en medio de la integración y prueba del sistema en el JPL. Esta imagen fue tomada el 18 de agosto de 2021, a menos de un año del lanzamiento en agosto de 2022. Créditos: NASA / JPL-Caltech

La nave espacial orbitaría Psyche durante 20 meses, estudiando su topografía, características de la superficie, gravedad, magnetismo y otras características y se basaría en la tecnología actual, evitando altos costos y la necesidad de desarrollar nuevas tecnologías. El 30 de septiembre de 2015, la misión del orbitador Psyche fue una de las cinco propuestas semifinalistas del Programa Discovery.

La misión fue aprobada por la NASA el 4 de enero de 2017 y originalmente estaba prevista para su lanzamiento en octubre de 2023, con una maniobra de asistencia de gravedad terrestre en 2024, un sobrevuelo de Marte en 2025 y llegar al asteroide en 2030. En mayo de 2017, la fecha de lanzamiento se adelantó para apuntar a una trayectoria más eficiente, lanzándose en 2022, con una asistencia de gravedad de Marte en 2023 y llegando en 2026.

El 28 de febrero de 2020, la NASA otorgó a SpaceX un contrato de 117 millones de dólares para lanzar la nave espacial Psyche y dos misiones secundarias smallsat en un cohete Falcon Heavy en agosto de 2022.

Créditos: Wikipedia / NASA / JPL-Caltech