Representación artística de Psique, el mayor de los asteroides ricos en metales del sistema solar. Crédito: NASA/JPL-Caltech/ASU
 
El asteroide 16 Psyche, que la NASA pretende visitar con una nave espacial en 2026, podría ser menos metal pesado y más roca dura de lo que los científicos habían supuesto, según un nuevo estudio realizado por investigadores de las universidades de Brown y Purdue.

Psyche, que orbita alrededor del sol en el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter, es el mayor de los asteroides de tipo M, que están compuestos principalmente de hierro y níquel, a diferencia de las rocas de silicato que componen la mayoría de los demás asteroides. Pero cuando se observa desde la Tierra, Psique envía señales contradictorias sobre su composición.

La luz que refleja indica a los científicos que la superficie es, en efecto, mayoritariamente metálica. Esto ha llevado a conjeturar que Psique podría ser el núcleo de hierro expuesto de un cuerpo planetario primigenio, cuya corteza rocosa y manto fueron destruidos por una antigua colisión. Sin embargo, las mediciones de la masa y la densidad de Psyche cuentan una historia diferente. La forma en que su gravedad tira de los cuerpos vecinos sugiere que Psique es mucho menos densa de lo que debería ser un trozo gigante de hierro. Por tanto, si Psique es realmente todo metal, tendría que ser muy poroso, un poco como una bola gigante de lana de acero con partes casi iguales de espacio vacío y metal sólido.

"Lo que queríamos hacer con este estudio era ver si era posible que un cuerpo de hierro del tamaño de Psique mantuviera esa porosidad cercana al 50%", dijo Fiona Nichols-Fleming, estudiante de doctorado en Brown y autora principal del estudio. "Descubrimos que es muy poco probable".

Para el estudio, publicado en Journal of Geophysical Research: Planets, Nichols-Fleming trabajó con Alex Evans, profesor asistente en Brown, y los profesores de Purdue Brandon Johnson y Michael Sori. El equipo creó un modelo informático, basado en las propiedades térmicas conocidas del hierro metálico, para estimar cómo evolucionaría la porosidad de un gran cuerpo de hierro a lo largo del tiempo.

El modelo muestra que, para seguir siendo altamente poroso, la temperatura interna de Psique tendría que enfriarse por debajo de 800 Kelvin muy poco después de su formación. A temperaturas superiores, el hierro habría sido tan maleable que la propia gravedad de Psique habría colapsado la mayor parte del espacio poroso dentro de su masa. Basándose en lo que se sabe sobre las condiciones del sistema solar primitivo, los investigadores dicen que es muy poco probable que un cuerpo del tamaño de Psique -unos 140 kilómetros de diámetro- pudiera haberse enfriado tan rápidamente.

Además, cualquier acontecimiento que pudiera haber añadido porosidad a Psique después de su formación -un impacto masivo, por ejemplo- probablemente también habría calentado Psique por encima de los 800 K. Por lo tanto, es poco probable que cualquier porosidad recién introducida hubiera durado.

En conjunto, los resultados sugieren que Psique probablemente no es un cuerpo poroso de hierro, concluyen los investigadores. Lo más probable es que albergue un componente rocoso oculto que haga bajar su densidad. Pero si Psique tiene un componente rocoso, ¿por qué su superficie parece tan metálica cuando se ve desde la Tierra? Según los investigadores, hay varias explicaciones posibles.

Una de ellas es el ferrovolcanismo, es decir, los volcanes que arrojan hierro. Es posible, dicen los investigadores, que Psique sea en realidad un cuerpo diferenciado con un manto rocoso y un núcleo de hierro. Pero la actividad ferrovolcánica generalizada puede haber llevado grandes cantidades del núcleo de Psique a la superficie, poniendo una capa de hierro sobre su manto rocoso. Investigaciones anteriores de Johnson y Evans han demostrado que el ferrovolcanismo es posible en un cuerpo como Psique.

Sea como sea, los científicos pronto tendrán una imagen mucho más clara de este misterioso asteroide. A finales de este año, la NASA tiene previsto lanzar una nave espacial que se reunirá con Psyche tras un viaje de cuatro años al cinturón de asteroides.

"La misión es emocionante porque Psyche es una cosa muy extraña y misteriosa", dijo Nichols-Fleming. "Así que cualquier cosa que la misión encuentre será un nuevo punto de datos realmente importante para el sistema solar".

Más información: Fiona Nichols‐Fleming et al, Porosity Evolution in Metallic Asteroids: Implications for the Origin and Thermal History of Asteroid 16 Psyche, Journal of Geophysical Research: Planets (2022). DOI: 10.1029/2021JE007063
Fuente: Universidad Brown