Basandosi sulle osservazioni effettuate con l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) nel nord del Cile, il team ha presentato le mappe più dettagliate ottenute fino a oggi della superficie di Psyche. I loro risultati sono stati pubblicati sul Journal of Geophysical Research: Planets.
In accordo con una ricerca recente che aveva promosso perplessità sulla natura prevalentemente metallica dell'asteroide, la superficie di Psyche è risultata sorprendentemente varia nelle sue proprietà.
Le nuove mappe rivelano vaste regioni ricche di metalli che si estendono sulla superficie dell'oggetto, interrotte da una grande depressione che sembra avere una struttura superficiale diversa tra l'interno e il suo bordo. Potrebbe trattarsi di un cratere pieno di sabbia più fine e bordato di materiali più rocciosi.
Nel complesso, le nuove mappe raccontano la storia dell'asteroide.
Le sue regioni rocciose potrebbero essere le vestigia di un antico mantello, simile nella composizione allo strato roccioso più esterno della Terra, di Marte e dell'asteroide Vesta, o l'impronta degli impatti passati. Inoltre, i crateri che contengono materiale metallico supportano l'idea proposta da studi precedenti secondo cui l'asteroide potrebbe aver subito le prime eruzioni di lava metallica mentre il suo nucleo antico si raffreddava.
"La superficie di Psyche è molto eterogenea", afferma l'autore principale Saverio Cambioni, del Department of Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences (EAPS) del MIT. "È una superficie evoluta e queste mappe confermano che gli asteroidi ricchi di metalli sono mondi interessanti ed enigmatici. È un altro motivo per attendere con impazienza che la missione Psyche vada sull'asteroide".
Quando il telescopio fa la differenza
La superficie di Psyche è stata al centro di numerosi precedenti sforzi di mappatura. I ricercatori l'hanno osservata utilizzando vari telescopi per misurare la luce emessa nella lunghezze d'onda dell'infrarosso, tramite la quale è possibile ricavare informazioni sui materiali superficiali della roccia spaziale. Tuttavia, questi studi non hanno potuto risolvere spazialmente le variazioni di composizione. Cambioni e i suoi colleghi, invece, sono stati in grado di vedere Psyche in dettaglio, ad una risoluzione di oltre 30 chilometri per pixel, utilizzando la potenza combinata delle 66 antenne radio di ALMA.
Mappe dell'inerzia termica e della costante dielettrica dell'asteroide Psyche.
Dati, simulazioni e risultati
Il 19 giugno 2019, ALMA ha concentrato il suo intero array su Psyche mentre orbitava e ruotava all'interno della cintura degli asteroidi e da questi dati sono partiti nuovi approfondimenti, incluso il modello 3D più recente pubblicato nel 2021.
Nel nuovo studio, Cambioni ha eseguito simulazioni di Psyche per vedere quali proprietà della superficie potessero meglio corrispondere alle emissioni termiche registrate da ALMA. In ciascuno delle centinaia di scenari simulati, ha impostato la superficie dell'asteroide con diverse combinazioni di materiali e abbondanze di metalli. Ha modellato la rotazione della roccia spaziale e ha misurato in che modo i materiali simulati produrrebbero emissioni termiche. "Abbiamo eseguito queste simulazioni area per area in modo da poter rilevare le differenze nelle proprietà della superficie", afferma Cambioni. E con questi risultati è stata costruita la mappa più probabile.
I ricercatori hanno confermato che, nel complesso, la superficie di Psyche è ricca di metalli, ma l'abbondanza di metalli e silicati varia. Questo potrebbe essere un ulteriore indizio del fatto che, all'inizio della sua formazione, l'asteroide potrebbe aver avuto un mantello ricco di silicati, poi scomparsi.
Hanno anche scoperto che, mentre l'asteroide ruota, il materiale sul fondo di una grande depressione, probabilmente un cratere, cambiava temperatura molto più velocemente del materiale lungo il bordo. Ciò suggerisce che il fondo del cratere è ricoperto da "stagni" di materiale a grana fine, come la sabbia sulla Terra, che si riscalda rapidamente, mentre i bordi del cratere sono composti da materiali più rocciosi, più lenti ad accumulare calore.
"Uno degli obiettivi primari della missione Psyche è studiare la composizione della superficie dell'asteroide usando i suoi spettrometri e un imager a colori. Quindi, la possibile presenza di eterogeneità compositive è qualcosa che il team scientifico di Psyche è ansioso di studiare meglio", ha commentato Simone Marchi, scienziato del Southwest Research Institute e co-ricercatore della missione Psyche della NASA, non coinvolto nello studio.
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