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16 Psique

16 Psyche ( / ˈs aɪ k iː / SY -kee ) es un gran asteroide de tipo M , que fue descubierto por el astrónomo italiano Annibale de Gasparis , el 17 de marzo de 1852 y que lleva el nombre de la diosa griega Psyche . [10] El prefijo "16" significa que era el decimosexto planeta menor en orden de descubrimiento . Es el más grande y masivo de los asteroides de tipo M, y uno de la docena de asteroides más masivos . Tiene un diámetro medio de aproximadamente 220 kilómetros (140 millas) y contiene aproximadamente el uno por ciento de la masa del cinturón de asteroides . Se pensaba que era el núcleo expuesto de un protoplaneta , [11] pero observaciones recientes arrojan dudas sobre esa hipótesis. [8] [6] Psyche será explorada por la NASA , con una nave espacial del mismo nombre , marcando la primera vez que un objeto creado por el hombre viajará a un asteroide metálico , lanzado el 13 de octubre de 2023, [12] con llegada prevista para 2029. [ 13]

Símbolo

Insignias de la misión Psyche de la NASA

Los astrónomos crearon símbolos en forma de iconos para los primeros quince asteroides descubiertos, como un tipo de notación taquigráfica consistente con la notación más antigua de los planetas clásicos . A Psyche se le dio un símbolo icónico, al igual que algunos otros asteroides descubiertos después de 16 Psyche. El símbolo era el ala de una mariposa coronada por una estrella (16 Psiqueo16 Psique), ya que la mariposa era un símbolo griego del alma ( siendo psique la palabra griega tanto para "mariposa" como para "alma"). [14] Este símbolo puede haber influido en el diseño de la insignia oficial de la misión Psyche de la NASA a este asteroide. Está en proceso para Unicode 17.0 como U+1CEC9 𜻉 (). [15] [16]

Sin embargo, los símbolos icónicos de todos los asteroides fueron reemplazados antes de que el símbolo de Psyche entrara en uso. Con más de una docena de asteroides descubiertos, recordar todos sus emblemas individuales se volvió cada vez más engorroso y, en 1851, el astrónomo alemán JF Encke sugirió usar un número encerrado en un círculo: ⑯ . El primer asteroide designado con el nuevo esquema fue ⑯  Psyche, cuando el astrónomo estadounidense J. Ferguson publicó sus observaciones en 1852. [17]

Características

Tamaño

La primera estimación del tamaño de Psyche fue de 253 kilómetros (157 millas) y provino de observaciones de emisiones infrarrojas térmicas del IRAS . [3] Esto es un 15% mayor que el valor medio actualmente aceptado, pero luego se descubrió que era una estimación precisa para el aspecto de visualización de IRAS porque Psyche fue vista desde el polo en el momento de la medición. [5] [18]

Se ha observado que Psyche oculta una estrella en nueve ocasiones. [5] Cuatro de estos, 2004, [5] 2010, [19] [20] 2014, [19] y 2019, [21] generaron conjuntos de datos de múltiples cuerdas [19] y se han utilizado junto con imágenes de óptica adaptativa y modelado tridimensional para estimar el diámetro medio de Psyche, y todos los modelos recientes convergen a un diámetro medio de volumen equivalente de222 ± 3  kilómetros. [22] [23] [24] [4] [6]

Múltiples vistas de 16 Psyche fotografiadas por el Very Large Telescope

Densidad de masa y aparente

Psyche es lo suficientemente masivo como para que su gravedad perturbe visiblemente las órbitas de otros asteroides, lo que puede usarse para calcular una estimación de masa . Los valores históricos de la masa de Psyche han oscilado entre1,6 × 10 19  kg a6,7 × 10 19  kg . [25] [8] Sin embargo, las estimaciones más recientes han comenzado a converger en valores cercanos(2,287 ± 0,070) × 10 19  kg . [8] [26] Suponiendo el volumen medio de(5,75 ± 0,19) × 10 6  km 3 , esto equivale a una densidad aparente de3,977 ± 0,253 g/cm 3 , que es considerablemente más alto que la mayoría de los cuerpos pequeños del Sistema Solar . [7] [8] [26]

Pértiga de forma y giro.

El primer modelo de forma tridimensional publicado para Psyche se obtuvo a partir del análisis de numerosas curvas de luz . [27] Desde entonces, se han realizado mejoras adicionales a la forma basadas en la inversión de curvas de luz, observaciones de óptica adaptativa, observaciones de radar, imágenes térmicas y ocultaciones. [22] [5] [28] [24] [4] [6] [7] Los modelos más recientes muestran que Psyche tiene una forma consistente con un elipsoide de Jacobi y unas dimensiones dentro de unos pocos kilómetros de 278 km x 238 km x 171 km. [24] [7] [6] [4]

Cada modelo de forma proporciona una estimación de la dirección del polo norte (eje de giro). Todos los modelos recientes de Psyche sugieren que gira alrededor de un polo apuntado hacia las coordenadas de la eclíptica (larga, latitud) λ = 35° , β = -8° , con una incertidumbre de 3°. [22] [5] [28] [24] [4] [6] Esto significa que está esencialmente inclinado hacia la eclíptica, con una inclinación axial de 98°.

Características

Ilustración de Psyche realizada por la NASA.

Se han informado muchas características sobre Psyche. Las más grandes son regiones de déficit de masa en relación con su forma elipsoide nominal y recuerdan a la cuenca de Rheasilvia en 4 Vesta . [6] [4] [24] [5]

Además de las regiones de déficit de masa a gran escala, se han reportado varios cráteres aparentes. Los observadores que utilizaron el generador de imágenes SPHERE de óptica adaptativa del Very Large Telescope informaron sobre dos grandes cráteres, del orden de 90 km de diámetro, que fueron nombrados provisionalmente Meroe / ˈ m ɛr oʊ iː / y Panthia / ˈ p æ n θ i ə / , [ cita necesaria ] en honor a las brujas gemelas de la novela romana Metamorfosis de Apuleyo . [29] [24] Los observadores que utilizaron el Telescopio de radar de Arecibo informaron cráteres en el polo sur (denominado Delta), [5] latitudes medias del sur (denominado Eros), [5] [6] y el polo norte (denominado como Foxtrot). [6] Un análisis de las características presentes en varios modelos de forma independientes sugiere que los cráteres Panthia y Eros son casi con certeza reales y es probable que Foxtrot sea real. Sin embargo, existe incertidumbre sobre la existencia de Meroe y Delta. [6]

Los primeros estudios de curvas de luz sugirieron que Psyche tiene grandes variaciones en el brillo de su superficie. [30] Estas variaciones se hicieron más evidentes cuando se intentó invertir las curvas de luz para generar modelos de formas. [27] [5] Los modelos de forma más recientes basados ​​en inversiones de curvas de luz resuelven simultáneamente las variaciones del albedo de la superficie, [24] [4] y los mapas resultantes muestran regiones donde el albedo local difiere del albedo medio en más del 20% en cualquier dirección. . Cabe destacar que el cráter Meroe coincide con un área mucho más oscura que la media, y el cráter Panthia coincide con un área mucho más brillante que la media.

Las observaciones de radar con el Telescopio de radar de Arecibo revelaron que el albedo del radar "de fondo" de Psyche es comparable al de otros asteroides de tipo M como 21 Lutetia . [6] Este valor es consistente con un regolito de silicato (rocoso) enriquecido en fases metálicas. [31] Sin embargo, en al menos tres lugares, el albedo del radar de Psyche es casi el doble de este valor, lo que sugiere altas concentraciones de fases metálicas en estas regiones. [6] Una de estas ubicaciones corresponde con el cráter Panthia ópticamente brillante, mientras que las otras dos corresponden con regiones que han sido reportadas como ópticamente brillantes. [4] [24] [6] Esta aparente correlación entre los albedos ópticos y de radar en Psyche ha llevado a la hipótesis de que existe un vínculo entre los procesos que crean regiones de alto contenido de metales y un terreno más brillante. [6]

Composición

La densidad aparente de Psique (3,9 ± 0,3 g/cm 3 ) impone limitaciones a su composición general. El hierro-níquel que se encuentra en la mayoría de los meteoritos de hierro tiene una densidad aparente de7,9 g/ cm3 . Si Psyche fuera el núcleo remanente de un planetesimal primitivo , tendría que tener una porosidad total del 50%. Dado el tamaño de Psyche, esto se considera muy improbable. [8] Sin embargo, hay otros tipos de meteoritos ricos en metales que se han sugerido como análogos de Psyche, cada uno de los cuales tiene densidades aparentes similares a las de Psyche, incluidas condritas de enstatita , bencubbinitas y mesosideritas . [32] [24] [8]

Varios observadores han informado de la presencia de minerales de silicato en la superficie de Psyche. [33] [34] [35] Los espectros tomados en octubre de 2016 en las instalaciones del Telescopio Infrarrojo de la NASA en los Observatorios de Mauna Kea mostraron evidencia (característica de absorción de ~3 μm) de iones de hidroxilo en el asteroide que pueden sugerir la presencia de silicatos hidratados. [36] Dado que se cree que Psyche se formó en condiciones secas sin la presencia de agua, el hidroxilo puede haber llegado a Psyche a través de impactos pasados ​​de asteroides carbonosos más pequeños . [36] [31]

El albedo del radar de Psyche varía considerablemente sobre la superficie, oscilando entre 0,22 y 0,52, [6] valores que son de dos a cuatro veces más altos que los de la mayoría de los asteroides del cinturón principal. [37] Los modelos de reflexión de radar equiparan este rango de valores con densidades aparentes de regolito de 2,6 a 4,7 g/cm 3 . [31] Este rango es consistente con la mayoría de las clases de meteoritos ricos en metales mencionadas anteriormente y la detección espectroscópica de minerales de silicato. Es incompatible con un regolito de hierro y níquel puro a menos que sea muy poroso.

La órbita de Psyche, entre Marte y Júpiter, tiene una excentricidad de 0,140: mucho más alta que la de la mayoría de los planetas, pero típica de un asteroide.

Origen

Se han propuesto varios orígenes posibles para Psyche. El primero de ellos fue que Psyche es un núcleo metálico expuesto resultante de una colisión que despojó de la corteza y el manto de un cuerpo original diferenciado de mayor tamaño , de unos 500 kilómetros de diámetro. [11] Otras versiones de esto incluyen la idea de que no fue el resultado de una sola colisión grande sino de múltiples (más de tres) colisiones laterales relativamente lentas con cuerpos de tamaño comparable o mayor. [38] Sin embargo, esta idea ha caído en desgracia recientemente ya que las estimaciones de masa y densidad son inconsistentes con un núcleo remanente. [8]

Una segunda hipótesis es que Psyche fue perturbada y reacretada gravitacionalmente en una mezcla de metal y silicato. [39] En este caso, puede ser un candidato para el cuerpo padre de las mesosideritas , una clase de meteoritos de hierro y piedra . [39]

Una tercera hipótesis es que Psyche puede ser un objeto diferenciado, como 1 Ceres y 4 Vesta , pero que ha experimentado un tipo de vulcanismo de hierro, también conocido como ferrovulcanismo, mientras aún se enfriaba. [40] Si es cierto, este modelo predice que el metal estaría altamente enriquecido sólo en aquellas regiones que contengan centros volcánicos (reliquias). Esta opinión se ha visto reforzada por recientes observaciones de radar. [6]

Exploración

Concepto artístico de la nave espacial Psyche orbitando el asteroide Psyche

Ninguna nave espacial ha visitado Psyche, pero en 2014 se propuso a la NASA una misión a Psyche. [41] [42] Un equipo dirigido por Lindy Elkins-Tanton , [43] directora de la Escuela de Exploración de la Tierra y el Espacio de la Universidad Estatal de Arizona , presentó un concepto para un orbitador robótico Psyche . Este equipo argumentó que 16 Psyche sería un objeto valioso para el estudio porque es el único cuerpo con forma de núcleo metálico descubierto hasta ahora. [42]

La nave espacial orbitaría Psyche durante 20 meses, [41] estudiando su topografía, características de la superficie, gravedad, magnetismo y otras características y se basaría en la tecnología actual, evitando los altos costos y la necesidad de desarrollar nuevas tecnologías. El 30 de septiembre de 2015, la misión del orbitador Psyche fue una de las cinco propuestas semifinalistas del Programa Discovery . [44]

La misión fue aprobada por la NASA el 4 de enero de 2017 y originalmente estaba previsto que se lanzara en octubre de 2023, con una maniobra de asistencia gravitacional de la Tierra en 2024, un sobrevuelo a Marte en 2025 y una llegada al asteroide en 2030. [45] En mayo de 2017, la fecha de lanzamiento se adelantó para apuntar a una trayectoria más eficiente, despegando en 2022, con asistencia gravitatoria de Marte en 2023 y llegando en 2026. [46] Sin embargo, problemas con el software de vuelo de Psyche llevaron a la NASA a volver a la línea de tiempo de lanzamiento original. [47]

El 28 de febrero de 2020, la NASA otorgó a SpaceX un contrato de 117 millones de dólares para lanzar la nave espacial Psyche y dos misiones secundarias de satélites pequeños en un cohete Falcon Heavy . [48] ​​La nave espacial se lanzó con éxito el 13 de octubre de 2023, a las 14:20 UTC, [12] con una llegada prevista para 2029. [13]

El asteroide Psyche tiene una MOID terrestre de 1,5  AU (220 millones  de km ; 580  LD ), [3] y su próxima oposición será el 6 de agosto de 2024, cuando estará a 1,7 AU (250 millones de km; 660 LD) de la Tierra. [49]

Ver también

Notas

  1. ^ Mejor ajuste de elipsoide.
  2. ^ Aplanamiento derivado de la relación de aspecto máxima (c/a): , donde (c/a) =0,59 ± 0,02 . [7]

Referencias

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