Астероїд Psyche уже понад два століття залишається однією з найбільших загадок Сонячної системи. І хоча він був відкритий ще у XIX столітті, вчені досі не можуть точно сказати, що саме він собою являє — оголене металеве ядро зруйнованої планети чи складніший об’єкт зі змішаною будовою. Відповіді на ці питання може дати місія Psyche від NASA, яка має прибути до астероїда у 2029 році.
Психея — один із найбільших об’єктів у поясі астероїдів між Mars і Jupiter. Його діаметр становить приблизно 220 кілометрів, і він вважається найбільшим відомим астероїдом із високим вмістом металу. Саме це робить його таким цікавим для дослідників: якщо це справді ядро колишньої планети, то він може дати унікальну можливість зазирнути всередину процесів формування планет, які зазвичай приховані від спостереження.
Одна з головних підказок щодо природи Психеї ховається у величезному кратері поблизу її північного полюса. Вчені припускають, що такі кратери можуть «відкривати» внутрішні шари астероїда, дозволяючи зрозуміти, з чого він складається. Саме тому дослідники створили серію комп’ютерних симуляцій, щоб відтворити, як цей кратер міг сформуватися за різних сценаріїв.
Результати показали, що форма і структура кратера сильно залежать від внутрішньої будови астероїда. Якщо Психея має шарувату структуру — металеве ядро з тонкою кам’янистою оболонкою — кратер виглядатиме інакше, ніж у випадку, коли астероїд є однорідною сумішшю металу й каменю. Таким чином, коли космічний апарат прибуде до цілі, вчені зможуть порівняти реальні дані з моделями та визначити, який варіант ближчий до істини.
Особливу роль у цих дослідженнях відіграє так звана пористість — кількість порожнин усередині астероїда. Виявилося, що цей фактор суттєво впливає на те, як поводиться матеріал під час удару. Якщо всередині багато пустот, об’єкт краще поглинає енергію зіткнення, і кратер виходить глибшим та крутішим, а уламки розлітаються на менші відстані. Це відкриття допоможе точніше інтерпретувати майбутні спостереження.
Вчені розглядають кілька основних сценаріїв походження Психеї. Один із них — це залишок ранньої планети, яка втратила свою зовнішню оболонку внаслідок потужних зіткнень. Інший — що астероїд із самого початку мав високий вміст металу. Є також версія, що він сформувався як суміш металу й каменю після численних ударів з іншими тілами. Кожна з цих гіпотез по-різному пояснює процеси, що відбувалися на ранніх етапах формування Сонячної системи.
Щоб перевірити ці теорії, дослідники змоделювали зіткнення, яке могло створити кратер шириною близько 50 кілометрів і глибиною кілька кілометрів. У моделі астероїд зазнавав удару об’єкта діаметром приблизно 5 кілометрів на швидкості близько 5 км/с — типової для поясу астероїдів. Цікаво, що отримані результати виявилися сумісними одразу з кількома сценаріями, що ще більше підігріває інтригу.
Крім форми кратерів, місія Psyche досліджуватиме гравітацію астероїда, його магнітне поле, хімічний склад і розподіл матеріалів на поверхні. Наприклад, вчені очікують знайти ділянки з різною щільністю, які могли виникнути через стискання матеріалу під час ударів, а також скупчення металевих уламків.
У певному сенсі Психею порівнюють із покинутим рестораном: сам процес «приготування» планет давно завершився, але залишки — структура, матеріали, сліди зіткнень — можуть розповісти, як усе відбувалося. І якщо виявиться, що цей астероїд дійсно є оголеним ядром, це стане унікальним шансом дослідити те, що неможливо побачити навіть у надрах Землі чи інших планет.
Попереду ще кілька років очікування, але вже зараз зрозуміло: місія до Психеї може стати одним із найважливіших кроків у розумінні того, як народжувалися планети і як виглядала рання Сонячна система.