A oltre due secoli dalla scoperta dell’asteroide 16 Psyche, gli scienziati stanno ancora cercando di capire come si sia formato. Situato nella fascia principale tra Marte e Giove, Psyche è il decimo asteroide più massiccio e il più grande oggetto conosciuto composto prevalentemente da metallo, con un diametro di circa 225 chilometri.
La sonda Psyche della NASA, attesa in arrivo nel 2029, punta proprio a chiarire la sua origine. Le ipotesi sono diverse: potrebbe essere il nucleo residuo di un pianeta primordiale distrutto da collisioni catastrofiche, oppure il frammento di un corpo stratificato che ha perso il proprio guscio roccioso esterno. Altri modelli suggeriscono invece che si sia formato fin dall’inizio come oggetto ricco di metallo o che sia diventato una miscela di roccia e metallo dopo numerosi impatti.
Ogni scenario racconta una storia diversa su come si sono formati i pianeti nel Sistema Solare primordiale.
Simulazioni dei crateri per studiare l’interno
Per capire meglio la natura di Psyche, un team del Lunar and Planetary Laboratory dell’Università dell’Arizona ha sviluppato simulazioni per analizzare la formazione di un grande cratere vicino al polo nord dell’asteroide. I risultati, pubblicati su JGR Planets, forniscono previsioni utili per interpretare i dati che la missione NASA raccoglierà sul posto.
Secondo Namya Baijal, prima autrice dello studio: “I grandi crateri scavano in profondità nell’asteroide e forniscono indizi sulla sua struttura interna. Simulando uno dei più grandi, siamo riusciti a formulare previsioni verificabili sulla composizione di Psyche.”
Gli asteroidi ricchi di metalli rappresentano meno del 10% della fascia principale, ma Psyche è il più grande tra questi. Per capire davvero come il metallo sia distribuito al suo interno, saranno comunque necessarie misurazioni dirette della sonda.
Il ruolo chiave della porosità negli impatti
Uno degli aspetti più interessanti emersi dallo studio riguarda la porosità, ovvero la quantità di spazio vuoto all’interno dell’asteroide.
Secondo i ricercatori, questo fattore è spesso trascurato nei modelli perché difficile da simulare, ma ha un impatto significativo sulla formazione dei crateri. Gli asteroidi più porosi tendono infatti ad assorbire meglio l’energia degli impatti, generando crateri più profondi e ripidi e meno detriti dispersi sulla superficie.
Confrontando le simulazioni con le osservazioni della sonda, sarà possibile verificare se Psyche ha una struttura stratificata – con zone distinte di roccia e metallo – oppure una composizione più caotica.
Un “fossile” della formazione planetaria
Il team paragona Psyche ai resti di una pizzeria abbandonata: anche se i “cuochi” non ci sono più, osservando ciò che resta si può ricostruire come lavoravano.
Gli asteroidi della fascia principale sono considerati infatti residui della formazione planetaria. Se Psyche dovesse rivelarsi il nucleo esposto di un antico pianeta, offrirebbe un’opportunità unica per studiare direttamente una fase violenta dell’evoluzione planetaria normalmente impossibile da osservare.
I ricercatori hanno testato due modelli principali:
- una struttura stratificata con nucleo metallico e sottile mantello roccioso;
- una miscela uniforme di metallo e silicati, simile ad alcuni meteoriti presenti sulla Terra.
Simulare un impatto su Psyche
Utilizzando modelli tridimensionali basati su dati telescopici, il team ha ricostruito la formazione di un cratere largo circa 48 km e profondo circa 5 km. Nelle simulazioni, l’asteroide veniva colpito a velocità tipiche della fascia asteroidale (circa 5 km/s).
I risultati indicano che un oggetto di circa 5 km di diametro sarebbe sufficiente a generare un cratere con dimensioni simili a quello osservato. Tuttavia, la sua formazione risulta compatibile con entrambe le ipotesi sulla composizione dell’asteroide.
Le simulazioni mostrano inoltre che molti asteroidi non sono corpi solidi, ma contengono fratture e cavità dovute a collisioni passate, elementi che influenzano profondamente la distribuzione dei detriti dopo un impatto.
La missione NASA Psyche
La sonda Psyche è equipaggiata per analizzare superficie, campo gravitazionale, campo magnetico e composizione dell’asteroide. Oltre alla morfologia dei crateri, le simulazioni prevedono anche segnali osservabili come:
- variazioni di densità interne causate dagli impatti;
- distribuzione di detriti metallici sulla superficie.
Secondo Erik Asphaug, coautore dello studio: “Quando la sonda arriverà, geologi, geochimici e modellisti analizzeranno lo stesso oggetto da prospettive diverse. Questo lavoro ci dà un vantaggio.”
La missione è guidata dalla Arizona State University, con Lindy Elkins-Tanton come principal investigator. Il Jet Propulsion Laboratory della NASA gestisce operazioni e test, mentre la piattaforma della sonda è stata realizzata da Maxar Technologies (oggi Intuitive Machines).
Psyche è la quattordicesima missione del programma Discovery della NASA.
