L’asteroide metallico noto come 16 Psyche è stato a lungo ritenuto il nucleo di ferro esposto di un piccolo pianeta che non si è formato durante i primi giorni del sistema solare.
Una nuova ricerca, però, condotta dall’Università dell’Arizona suggerisce che l’asteroide potrebbe non essere così metallico o denso come si pensava, e suggerisce una storia di origine molto diversa.
Gli scienziati sono interessati a 16 Psiche perché se le sue presunte origini fossero vere, fornirebbe l’opportunità di studiare da vicino un nucleo planetario esposto. La NASA dovrebbe lanciare la sua missione Psyche nel 2022 e arrivare all’asteroide nel 2026.
David Cantillo è l’autore principale di un nuovo articolo pubblicato su The Planetary Science Journal che propone che 16 Psyche sia per l’82,5% di metallo, per il 7% di pirosseno a basso contenuto di ferro e per il 10,5% di condrite carboniosa che è stato probabilmente prodotta dagli impatti di altri asteroidi.
Cantillo e i suoi collaboratori stimano che la densità apparente di 16 Psyche – nota anche come porosità, che si riferisce a quanto spazio vuoto si trova all’interno del suo corpo – è di circa il 35%.
Un’illustrazione, creata nel marzo 2021, della navicella spaziale Psyche della NASA, che dovrebbe essere lanciata verso la fascia principale degli asteroidi nell’agosto 2022 per indagare sull’asteroide Psyche. Credito: NASA/JPL-Caltech/ASU
Queste stime differiscono dalle analisi precedenti sulla composizione di 16 Psyche che hanno portato i ricercatori a stimare che potrebbe contenere fino al 95% di metallo ed essere molto più denso.
16 Psyche, un cumulo di macerie?
“Questo calo del contenuto metallico e della densità apparente è interessante perché mostra che 16 Psyche è più vario di quanto si pensasse in precedenza“, ha detto Cantillo.
Piuttosto che essere un nucleo intatto esposto di un pianeta primordiale, potrebbe effettivamente essere più vicino a un cumulo di macerie, simile a un altro asteroide accuratamente studiato: Bennu.
“Se Psiche si rivelasse un cumulo di macerie sarebbe molto inaspettato, ma i nostri dati continuano a mostrare stime di bassa densità nonostante il suo alto contenuto metallico“, ha detto Cantillo.
L’asteroide 16 Psyche ha circa le dimensioni del Massachusetts e gli scienziati stimano che contenga circa l’1% di tutto il materiale della cintura di asteroidi. Individuato per la prima volta da un astronomo italiano nel 1852, fu il sedicesimo asteroide mai scoperto.
“Avere un contenuto metallico inferiore a quanto si pensava un tempo significa che l’asteroide potrebbe essere stato esposto a collisioni con asteroidi contenenti le più comuni condriti carboniose, che hanno depositato uno strato superficiale che stiamo osservando“, ha detto Cantillo. Questo è stato osservato anche sull’asteroide Vesta dalla navicella spaziale Dawn della NASA.
Si stima che l’asteroide 16 Psyche valga 10.000 quadrilioni di dollari (cioè 10.000 dollari seguiti da altri 15 zeri), ma le nuove scoperte potrebbero svalutare leggermente l’asteroide ricco di ferro.
“Questo è il primo documento che stabilisce alcuni vincoli specifici sul suo contenuto superficiale. Le stime precedenti erano un buon inizio, ma questo affina un po’ di più quei numeri“, ha detto Cantillo.
L’altro asteroide ben studiato, Bennu, contiene molto materiale di condrite carboniosa e ha una porosità superiore al 50%, che è una caratteristica classica di un cumulo di macerie.
Una porosità così elevata è comune per oggetti relativamente piccoli e di massa ridotta come Bennu – che è grande solo quanto l’Empire State Building – perché un debole campo gravitazionale impedisce alle rocce e ai massi dell’oggetto di ammassarsi insieme troppo strettamente. Ma per un oggetto delle dimensioni di 16 Psiche essere così poroso è inaspettato.
“L’opportunità di studiare un nucleo esposto di un planetesimo è estremamente rara, motivo per cui stanno inviando la missione spaziale lì“, ha detto Cantillo, “ma il nostro lavoro mostra che 16 Psyche è molto più interessante del previsto“.
Le stime passate della composizione di 16 Psyche sono state fatte analizzando la luce solare riflessa dalla sua superficie. Il modello di luce corrispondeva a quello di altri oggetti metallici.
Cantillo e i suoi collaboratori hanno invece ricreato la regolite di Psiche — o materiale sfuso della superficie rocciosa — mescolando materiali diversi in un laboratorio e analizzando i modelli di luce fino a farli combaciare con le osservazioni del telescopio dell’asteroide.
Ci sono solo pochi laboratori al mondo che praticano questa tecnica, tra cui l’UArizona Lunar and Planetary Laboratory e il Johns Hopkins Applied Physics Laboratory nel Maryland, dove Cantillo ha lavorato mentre era al liceo.
“Sono sempre stato interessato allo spazio“, ha detto Cantillo, che è anche presidente dell’UArizona Astronomy Club. “Sapevo che gli studi di astronomia sarebbero stati pesanti sui computer e sull’osservazione, ma mi piace fare un lavoro più pratico, quindi volevo collegare in qualche modo i miei studi alla geologia. Mi sto specializzando in geologia e mi sto laureando in scienze planetarie e matematica”.
“L’articolo di David è un esempio del lavoro di ricerca all’avanguardia svolto dai nostri studenti universitari“, ha affermato il coautore dello studio Vishnu Reddy, professore associato di scienze planetarie che dirige il laboratorio in cui lavora Cantillo. “È anche un ottimo esempio dello sforzo collaborativo tra studenti universitari, studenti laureati, borsisti post-dottorato e personale del mio laboratorio“.
I ricercatori ritengono inoltre che il materiale carbonioso sulla superficie di 16 Psyche sia ricco di acqua, quindi lavoreranno successivamente per unire i dati dei telescopi terrestri e delle missioni di veicoli spaziali ad altri asteroidi per aiutare a determinare la quantità di acqua presente.
Riferimento: “Constraining the Regolith Composition of Asteroid (16) Psyche via Laboratory Visible Near-infrared Spectroscopy” di David C. Cantillo, Vishnu Reddy, Benjamin NL Sharkey, Neil A. Pearson, Juan A. Sanchez, Matthew RM Izawa, Theodore Kareta , Tanner S. Campbell e Om Chabra, 12 maggio 2021, The Planetary Science Journal .
DOI: 10.3847/PSJ/abf63b
