Un asteroide unico contiene indizi sul primo sistema solare

La missione Psyche della NASA sarà lanciata il prossimo anno, la prima volta che l’agenzia ha iniziato a esplorare un asteroide più ricco di minerali rispetto alla roccia o al ghiaccio.

Sono passati più di 150 anni da quando il romanziere Jules Verne ha scritto Viaggio al centro della terra, ma la realtà deve ancora recuperare quell’avventura fantascientifica. Mentre gli umani non possono fare un percorso verso il nucleo minerale del nostro pianeta, la NASA sta puntando a visitare a asteroide gigante Potrebbero essere i resti congelati del nucleo fuso di un mondo passato.

Questo asteroide, chiamato Psiche, orbita attorno al Sole in fascia principale degli asteroidi, tra Marte e Giove. Utilizzando i dati raccolti da radar terrestri e telescopi ottici, gli scienziati ritengono che Psiche sia in gran parte fatta di metallo. Parte o tutto l’interno ricco di ferro potrebbe essere stato un primo blocco planetario che è stato spogliato della sua litosfera esterna poiché si è scontrato frequentemente con altri grandi corpi durante la prima formazione del Sistema Solare.

L’asteroide, che è largo circa 173 miglia (280 chilometri) nel suo punto più largo, potrebbe essere qualcos’altro. Potrebbe essere un pezzo avanzato di un tipo completamente diverso di corpo ricco di ferro che si è formato da una sostanza ricca di minerali da qualche parte nel sistema solare.

La missione Psyche della NASA spera di scoprirlo. Previsto per il lancio nell’agosto 2022, il veicolo spaziale orbiterà attorno all’asteroide dopo di esso, scattando foto, mappando la superficie e cercando prove di un antico campo magnetico per due anni. Saiki studierà anche neutroni e raggi gamma dalla superficie dell’asteroide per determinare la sua composizione elementare.

La prima missione per esplorare un asteroide con una superficie che contiene grandi quantità di metallo piuttosto che roccia o ghiaccio, Psyche cerca di comprendere meglio i nuclei di ferro, un elemento costitutivo inesplorato della formazione dei pianeti. È anche possibile che la missione fornisca la prima opportunità di esaminare direttamente l’interno di un pianeta roccioso dando un’occhiata all’interno di un corpo planetario precedentemente stratificato che non è mai stato visibile. Ciò che gli scienziati stanno imparando potrebbe far luce su come si sono formati la Terra e altri pianeti rocciosi.

“Ci sono molte domande fondamentali senza risposta su Psiche”, ha detto l’investigatore principale della missione, Lindy Elkins Tanton dell’Arizona State University. “E con tutti i dettagli che vengono aggiunti dai dati che possiamo raccogliere da terra, diventa sempre più difficile creare una storia plausibile. Non sappiamo davvero cosa vedremo fino a quando non visitiamo, e noi’ rimarrai stupito.”

Ad esempio, precedenti osservazioni a terra hanno portato gli scienziati a credere che l’asteroide fosse metallico per il 90%. Una recente ricerca condotta da Elkins Tanton ha utilizzato misurazioni di densità aggiornate per stimare che l’asteroide abbia una probabilità compresa tra il 30% e il 60% di metallo.

E gli scienziati sono perplessi perché Psiche sembra avere un basso contenuto di ossidi di ferro, che sono composti chimici fatti di ferro e ossigeno. È posseduto da Marte, Mercurio, Venere e Terra. “Quindi, se abbiamo ragione sul fatto che Psiche è una miscela di metallo e roccia, e quella roccia contiene pochissimo ossido di ferro, deve esserci stata una strana storia su come è stata creata, perché non si adatta alle storie standard di Elkins Tanton”, ha detto Elkins Tanton.

Il segreto dell’anima

Anche gli scienziati non sanno dove sia Psiche. Potrebbe aver avuto origine all’interno della fascia principale degli asteroidi, ma è anche possibile che sia nato nella stessa regione dei pianeti interni della Terra – o nel sistema solare esterno, dove ora ci sono pianeti giganti come Giove. Nessuna delle mie storie di origine segue un semplice percorso verso dove ora vive Psiche, a 280 milioni di miglia (450 milioni di km) dal Sole.

Gli asteroidi in generale possono fornire informazioni sulla formazione dei pianeti e su come funzionava il primo sistema solare 4,6 miliardi di anni fa. Ma Psiche è particolarmente interessante per gli scienziati a causa della sua insolita, con il suo contenuto di minerali, alta densità e bassa concentrazione. ossidi di ferro.

“Il fatto che sia così insolito racconta una nuova storia che non abbiamo mai visto prima su come si evolvono gli asteroidi”, ha detto Bill Bottke, uno scienziato della missione Psyche presso il Southwest Research Institute di Boulder, in Colorado. “Questo è un pezzo della storia che non abbiamo in questo momento. Combinando questo pezzo con ogni altro pezzo che abbiamo, continuiamo a migliorare la nostra storia su come si è formato ed evoluto il primo sistema solare”.

Strumenti commerciali

Per aiutare a capire l’origine dell’asteroide, l’indagine scientifica della missione si baserà su un magnetometro, spettrometri di raggi gamma e neutroni e un imager multispettrale. Gli scienziati sanno che un asteroide non genera un campo magnetico come fa la Terra, ma se Psiche aveva un campo magnetico in passato, può ancora essere registrato nel materiale degli asteroidi oggi. Utilizzando sensori montati su un braccio di 6 piedi (2 metri), il magnetometro può determinare se Seichi è ancora magnetizzato. Se è così, ciò confermerebbe che l’asteroide fa parte del nucleo di un piccolo pianeta primordiale, l’elemento costitutivo di un pianeta primordiale.

Lo spettrometro di neutroni dell’orbiter e lo spettrometro a raggi gamma aiuteranno gli scienziati a determinare gli elementi chimici dell’asteroide. Poiché i raggi cosmici e le particelle ad alta energia influenzano la superficie della Psiche, gli elementi che compongono il materiale superficiale assorbono energia. I neutroni e i raggi gamma che emettono in risposta possono essere rilevati da uno spettrometro, consentendo agli scienziati di abbinare le loro proprietà a quelle emesse da elementi noti per determinare di cosa è fatta Psiche.

Nel frattempo, una coppia di telecamere a colori costituisce il dispositivo di imaging multispettrale. Il dispositivo di imaging è sensibile alla luce oltre ciò che gli umani possono vedere, utilizzando filtri a lunghezze d’onda dell’ultravioletto e del vicino infrarosso. La luce riflessa in questi filtri può aiutare a identificare i minerali di qualsiasi materiale roccioso che potrebbe essere presente sulla superficie di Psiche.

Il sistema di comunicazione del veicolo spaziale aiuterà anche con la scienza. Il sistema radio in banda X viene utilizzato principalmente per inviare comandi al veicolo spaziale e ricevere da esso dati ingegneristici e scientifici. Ma gli scienziati possono anche analizzare sottili cambiamenti in queste onde radio per misurare la rotazione, l’oscillazione, la massa e il campo gravitazionale del corpo, fornendo ulteriori indizi sulla formazione e la struttura dell’interno di Psiche.

occhi su se stessi

Ma prima che inizi questa analisi scientifica, ci saranno le immagini. Entro la fine del 2025, tre anni dopo il lancio, Psyche sarà in vista dell’asteroide e il team di imaging sarà in massima allerta.

“Anche prima di entrare in orbita, inizieremo a ottenere immagini molto migliori di quelle che possiamo dai telescopi a terra. Inizieremo a risolvere le caratteristiche, a vedere grandi crateri, crateri, forse catene montuose. Chissà cosa vedremo? “, ha affermato Jim Bell dell’Università dell’Arizona, vice ricercatore principale in psicologia e leader del team di imaging. “Tutto ciò che sappiamo è che la verità dell’anima sarà più strana e più bella di quanto possiamo immaginare.”