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Le nuove incredibili mappe di Asteroid Psyche rivelano un antico mondo di metal e rock

Composizione della psiche degli asteroidi

Gli astronomi del MIT e altrove hanno mappato la composizione dell’asteroide Psyche, rivelando una superficie composta da metallo, sabbia e roccia. Crediti immagine: screenshot per gentile concessione della NASA

La variegata superficie dell’asteroide Psyche suggerisce una storia dinamica che potrebbe includere eruzioni metalliche, impatti di commozioni cerebrali di asteroidi e un mantello roccioso perduto.

Più tardi quell’anno[{” attribute=””>NASA is set to launch a probe the size of a tennis court to the asteroid belt, a region between the orbits of

Ahead of the mission, which is led by principal investigator Lindy Elkins-Tanton ’87, SM ’87, PhD ’02, planetary scientists at Psyche Spacecraft at the Asteroid Psyche (Illustration)

This illustration, updated in April 2022, depicts NASA’s Psyche spacecraft. Set to launch in August 2022, the Psyche mission will explore a metal-rich asteroid of the same name that lies in the main asteroid belt between Mars and Jupiter. The spacecraft will arrive in early 2026 and orbit the asteroid – also shown in this illustration – for nearly two years to investigate its composition. Credit: NASA/JPL-Caltech/ASU

Overall, Psyche’s surface was found to be surprisingly varied in its properties.

The new maps hint at the asteroid’s history. Its rocky regions could be vestiges of an ancient mantle — similar in composition to the rocky outermost layer of Earth, Mars, and the asteroid Vesta — or the imprint of past impacts by space rocks. Finally, craters that contain metallic material support the idea proposed by previous studies that the asteroid may have experienced early eruptions of metallic lava as its ancient core cooled.

“Psyche’s surface is very heterogeneous,” says lead author Saverio Cambioni, the Crosby Distinguished Postdoctoral Fellow in MIT’s Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences (EAPS). “It’s an evolved surface, and these maps confirm that metal-rich asteroids are interesting, enigmatic worlds. It’s another reason to look forward to the Psyche mission going to the asteroid.”

Cambioni’s co-authors are Katherine de Kleer, assistant professor of planetary science and astronomy at Caltech, and Michael Shepard, professor of environmental, geographical, and geological sciences at Bloomsburg University.

Telescope Power

The surface of Psyche has been a focus of numerous previous mapping efforts. Researchers have observed the asteroid using various telescopes to measure light emitted from the asteroid at infrared wavelengths, which carry information about Psyche’s surface composition. However, these studies could not spatially resolve variations in composition over the surface.

Cambioni and his colleagues instead were able to see Psyche in finer detail, at a resolution of about 20 miles per pixel, using the combined power of the 66 radio antennas of the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (

Sulla sinistra, questa mappa mostra le caratteristiche della superficie su Psiche, che vanno dalle aree sabbiose (viola/bassa) alle aree rocciose (gialla/alta). La mappa a destra mostra l’abbondanza di metallo su Psiche, dal basso (viola) all’alto (giallo).

Per prendere una partita

Nel nuovo studio, Cambioni ha eseguito simulazioni di Psiche per vedere quali proprietà della superficie corrispondevano meglio e spiegare le emissioni termiche misurate. In ciascuno delle centinaia di scenari simulati, ha definito la superficie dell’asteroide con diverse combinazioni di materiali, come aree di diverso contenuto di metallo. Ha modellato la rotazione dell’asteroide e ha misurato in che modo i materiali simulati sull’asteroide emetterebbero emissioni termiche. Cambioni ha quindi cercato le emissioni simulate che meglio corrispondevano alle emissioni effettive misurate da ALMA. Questo scenario, ha ragionato, rivelerebbe la mappa più probabile dei materiali di superficie dell’asteroide.

“Abbiamo eseguito queste simulazioni area per area per rilevare le differenze nelle proprietà della superficie”, afferma Cambioni.

Lo studio ha prodotto mappe dettagliate delle caratteristiche della superficie di Psyche, mostrando che la facciata dell’asteroide è probabilmente ricoperta da un’ampia varietà di materiali. I ricercatori hanno confermato che la superficie di Psyche è complessivamente ricca di metalli, ma l’abbondanza di metalli e silicati sulla superficie varia. Questa potrebbe essere un’altra indicazione che l’asteroide potrebbe aver avuto un mantello siliceo all’inizio della sua formazione che da allora è scomparso.

Hanno anche scoperto che il materiale sul fondo di una grande depressione – probabilmente un cratere – cambia temperatura molto più velocemente del materiale sul bordo mentre l’asteroide ruota. Ciò suggerisce che il fondo del cratere è ricoperto da “pozzanghere” di materiale a grana fine, come la sabbia sulla Terra, che si riscalda rapidamente, mentre i bordi del cratere sono fatti di materiali più rocciosi che si riscaldano più lentamente.

“Sono stati visti stagni di materiale a grana fine su piccoli asteroidi, la cui gravità è abbastanza bassa da consentire agli impatti di scuotere la superficie e raccogliere materiali più fini”, afferma Cambioni. “Ma Psiche è un grande corpo, quindi quando materiale a grana fine si raccoglie sul fondo della depressione, è interessante e in qualche modo misterioso”.

“Questi dati mostrano che la superficie di Psyche è eterogenea, con possibili variazioni notevoli nella composizione”, afferma Simone Marchi, ricercatore presso il Southwest Research Institute e co-investigatore della missione Psyche della NASA, che non è stato coinvolto nello studio in corso . “Uno degli obiettivi principali della missione Psyche è studiare la composizione della superficie dell’asteroide usando il suo spettrometro di raggi gamma e neutroni e un imager a colori. Quindi la possibile presenza di eterogeneità compositive è qualcosa che il team di Psyche Science desidera esplorare ulteriormente”.

Riferimento: “The Heterogeneous Surface of Asteroid (16) Psyche” di Saverio Cambioni, Katherine de Kleer e Michael Shepard, 19 maggio 2022, Giornale di ricerca geofisica: pianeti.
DOI: 10.1029/2021JE007091

Questa ricerca è stata supportata dalla EAPS Crosby Distinguished Postdoctoral Fellowship e in parte dalla Heising-Simons Foundation.