Gli scienziati finora pensavano che l'asteroide 16 Psyche potesse essere una grande palla di ferro puro, ma una nuova ricerca, condotta da ricercatori delle università Brown e Purdue, suggerisce che probabilmente ospita una componente rocciosa nascosta.
Psiche, che orbita attorno al sole nella fascia degli asteroidi tra Marte e Giove, è il più grande degli asteroidi di tipo M, che sono composti principalmente da ferro e nichel in contrasto con le rocce silicatiche che compongono la maggior parte degli altri asteroidi. Ma se vista dalla Terra, Psiche invia segnali contrastanti sulla sua composizione.
La luce che riflette ha suggerito agli scienziati che la superficie è per lo più metallica. Ciò ha portato a congetturare che Psiche possa essere il nucleo di ferro esposto di un corpo planetario primordiale, uno la cui crosta rocciosa e il mantello sono stati spazzati via da un'antica collisione. Tuttavia, le misurazioni della massa e della densità di Psiche raccontano una storia diversa. Il modo in cui la sua gravità agisce sui corpi vicini suggerisce che Psiche è molto meno densa di quanto dovrebbe essere un gigantesco pezzo di ferro. Quindi, se Psiche è davvero tutto metallo, dovrebbe essere altamente poroso, un po' come una gigantesca palla di lana d'acciaio con parti quasi uguali di spazio vuoto e metallo solido.
"Quello che volevamo fare con questo studio era vedere se era possibile per un corpo di ferro delle dimensioni di Psiche mantenere quella porosità vicina al 50%", ha dichiarato Fiona Nichols-Fleming, dottoranda alla Brown e autrice principale dello studio. "Abbiamo scoperto che è molto improbabile".
Lo studio è stato pubblicato su JGR: Planets. Nichols-Fleming ha lavorato con Alex Evans, un assistente professore alla Brown, e i professori Purdue Brandon Johnson e Michael Sori. Il team ha creato un modello computerizzato, basato sulle proprietà termiche note del ferro metallico, per stimare come la porosità di un grande corpo di ferro si evolverebbe nel tempo.
Il modello mostra che per rimanere altamente porosa, la temperatura interna di Psiche dovrebbe raffreddarsi al di sotto di 800 Kelvin poco dopo la sua formazione. A temperature superiori a quelle, il ferro sarebbe stato così malleabile che la gravità di Psiche avrebbe fatto collassare la maggior parte dello spazio dei pori all'interno della sua massa. Sulla base di ciò che si sa sulle condizioni del sistema solare primordiale, dicono i ricercatori, è estremamente improbabile che un corpo delle dimensioni di Psiche, circa 225,3 chilometri di diametro, possa essersi raffreddato così rapidamente.
Inoltre, qualsiasi evento che possa aver aggiunto porosità a Psiche dopo la sua formazione, un impatto massiccio per esempio, avrebbe probabilmente anche riscaldato Psiche oltre 800 K. Quindi qualsiasi porosità appena introdotta sarebbe stato improbabile che durasse.
Presi insieme, i risultati suggeriscono che Psiche probabilmente non è un corpo poroso e tutto ferroso, concludono i ricercatori. Più probabilmente, sta ospitando una componente rocciosa nascosta che abbassa la sua densità. Ma se Psiche ha una componente rocciosa, perché la sua superficie sembra così metallica se vista dalla Terra? Ci sono poche spiegazioni possibili, dicono i ricercatori.
Una di queste possibilità è il ferrovulcanismo, vulcani che eruttano ferro. È possibile, dicono i ricercatori, che Psiche sia in realtà un corpo differenziato con un mantello roccioso e un nucleo di ferro. Ma la diffusa attività ferrovulcanica potrebbe aver portato grandi quantità del nucleo di Psiche in superficie, ponendo un rivestimento di ferro copra al suo mantello roccioso. Ricerche precedenti di Johnson ed Evans hanno dimostrato che il ferrovulcanismo è possibile su un corpo come Psiche.
In ogni caso, gli scienziati avranno presto un quadro molto più chiaro di questo misterioso asteroide. Entro la fine dell'anno, la NASA prevede di lanciare un veicolo spaziale che si incontrerà con Psyche dopo un viaggio di quattro anni nella fascia degli asteroidi. "La missione è eccitante perché Psiche è un oggetto così bizzarro e misterioso", ha dichiarato Nichols-Fleming. "Quindi tutto ciò che la missione troverà sarà davvero importante per il sistema solare".