16 Psique

La primera estimación del tamaño de Psyche fue de 253 kilómetros (157 millas) y provino de observaciones de emisión infrarroja térmica del IRAS . ^{[ 3 ]} Esto es un 13,96 % mayor que el valor medio actualmente aceptado, pero posteriormente se descubrió que era una estimación precisa para el aspecto de observación del IRAS porque Psyche fue observada de frente al polo en el momento de la medición. ^{[ 10 ] [ 21 ]} 

Se ha observado que Psique oculta una estrella en nueve ocasiones. ^{[ 10 ]} Cuatro de ellas, 2004, ^{[ 10 ]} 2010, ^{[ 22 ] [ 23 ]} 2014, ^{[ 22 ]} y 2019, ^{[ 24 ]} generaron conjuntos de datos de múltiples cuerdas ^{[ 22 ]} y se han utilizado junto con imágenes de óptica adaptativa y modelado tridimensional para estimar el diámetro medio de Psique, con los modelos recientes convergiendo todos a un diámetro medio de volumen equivalente de222 ± 3  km. ^{[ 25 ] [ 26 ] [ 5 ] [ 4 ] [ 7 ]}

Psyche es lo suficientemente masivo como para que su gravedad perturbe de forma observable las órbitas de otros asteroides, lo que puede utilizarse para calcular una estimación de su masa . Los valores históricos para la masa de Psyche han oscilado entre1,6 × 10 ¹⁹  kg a6,7 × 10 ¹⁹  kg . ^{[ 27 ] [ 8 ]} Sin embargo, las estimaciones más recientes han comenzado a converger en valores cercanos(2,29 ± 0,14) × 10 ¹⁹  kg . ^{[ 8 ] [ 9 ]} Suponiendo que el volumen medio de(5,75 ± 0,19) × 10 ⁶  km ³ , esto equivale a una densidad aparente de3,977 ± 0,253  g/cm³ ^, que es considerablemente más alto que la mayoría de los cuerpos pequeños del Sistema Solar . ^{[ 6 ] [ 8 ] [ 9 ]}

El primer modelo de forma tridimensional publicado para Psyche se derivó de un análisis de numerosas curvas de luz . ^{[ 28 ]} Desde entonces, se han realizado refinamientos adicionales a la forma basados ​​en la inversión de curvas de luz, observaciones de óptica adaptativa, observaciones de radar, imágenes térmicas y ocultaciones. ^{[ 25 ] [ 10 ] [ 29 ] [ 5 ] [ 4 ] [ 7 ] [ 6 ]} Los modelos más recientes muestran que Psyche tiene una forma consistente con un elipsoide de Jacobi y dimensiones dentro de unos pocos kilómetros de 278  km x 238  km x 171  km. ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 4 ]}

Cada modelo de forma proporciona una estimación de la dirección del polo norte (eje de rotación). Todos los modelos recientes para Psique sugieren que rota alrededor de un polo apuntando hacia las coordenadas eclípticas (longitud, latitud) λ = 35° , β = −8° , con una incertidumbre de 3°. ^{[ 25 ] [ 10 ] [ 29 ] [ 5 ] [ 4 ] [ 7 ]} Esto significa que está esencialmente inclinado hacia la eclíptica, con una inclinación axial de 98°.

Vista de Psique desde su polo sur con un elipsoide superpuesto que se ajusta mejor a la figura. Las desviaciones importantes de la forma elipsoidal se denominan Alfa, Bravo y Charlie.

Animación de un modelo con forma de Psique visto desde 20° de latitud norte. La clavija roja está a 0° de longitud.

Animación de un modelo con forma de Psique visto desde 20° de latitud sur. La clavija roja está a 0° de longitud.

Se han descrito muchas características en Psyche. Las más importantes son regiones con déficits de masa en relación con su forma elipsoidal nominal, que recuerdan a la cuenca de Rheasilvia en 4 Vesta . ^{[ 7 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 10 ]}

Además de las regiones de gran escala con déficit de masa, se han reportado varios cráteres aparentes. Los observadores que utilizaron el generador de imágenes SPHERE de óptica adaptativa del Very Large Telescope reportaron dos grandes cráteres, del orden de 90 km de diámetro, que fueron denominados provisionalmente Meroe / ˈ m ɛr oʊ iː / y Panthia / ˈ p æ n θ i ə / , en honor a las brujas gemelas de la novela romana Metamorfosis de Apuleyo . ^{[ 30 ] [ 5 ]} Los observadores que utilizaron el Telescopio de Radar de Arecibo reportaron cráteres en el polo sur (denominado Delta), ^{[ 10 ]} latitudes medias del sur (denominado Eros), ^{[ 10 ] [ 7 ]} y el polo norte (denominado Foxtrot). ^{[ 7 ]} 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 que Foxtrot probablemente también lo sea. Sin embargo, existe incertidumbre sobre la existencia de Meroe y Delta. ^{[ 7 ]} 

Los primeros estudios de curvas de luz sugirieron que Psyche tiene grandes variaciones en su brillo superficial. ^{[ 31 ]} Estas variaciones se hicieron más evidentes cuando se intentó invertir las curvas de luz para generar modelos de forma. ^{[ 28 ] [ 10 ]} Los modelos de forma más recientes basados ​​en inversiones de curvas de luz resuelven simultáneamente las variaciones del albedo superficial, ^{[ 5 ] [ 4 ]} y los mapas resultantes muestran regiones donde el albedo local difiere del albedo medio en más del 20% en cualquier dirección. En particular, 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 realizadas con el Telescopio de Radar de Arecibo revelaron que el albedo de radar de "fondo" de Psique es${\displaystyle {\sombrero {\sigma }}_{OC}=0,26}$, comparable a otros asteroides de tipo M como 21 Lutetia . ^{[ 7 ]} Este valor es consistente con un regolito de silicato (rocoso) enriquecido en fases metálicas. ^{[ 32 ]} Sin embargo, en al menos tres ubicaciones, el albedo de radar de Psyche es casi el doble de este valor, lo que sugiere altas concentraciones de fases metálicas en estas regiones. ^{[ 7 ]} Una de estas ubicaciones corresponde con el cráter Panthia ópticamente brillante, mientras que las otras dos corresponden con regiones que se han reportado como ópticamente brillantes. ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 7 ]} Esta aparente correlación entre los albedos ópticos y de radar en Psyche ha llevado a la hipótesis de que existe un vínculo entre el/los proceso(s) que crean regiones de alto contenido de metal y terreno más brillante. ^{[ 7 ]}

Modelo de la forma del asteroide 16 Psyche, con algunas de las características superficiales observadas indicadas.

Mapa de albedo óptico del asteroide 16 Psyche con mediciones de albedo de radar superpuestas (círculos).

La densidad aparente de Psique (3,9 ± 0,3  g/cm³ ⁾ impone restricciones 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 una porosidad total del 50 %. Dado el tamaño de Psyche, esto se considera improbable. ^{[ 8 ]} Sin embargo, existen 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 la de Psyche, incluyendo condritas de enstatita , bencubbinitas y mesosideritas . ^{[ 33 ] [ 5 ] [ 8 ]}

Varios observadores han informado de la presencia de minerales de silicato en la superficie de Psyche. ^{[ 34 ] [ 35 ] [ 36 ]} Los espectros tomados en octubre  de 2016 en el Telescopio Infrarrojo de la NASA en los Observatorios de Maunakea en Hawái mostraron evidencia (  característica de absorción de ~3 μm) de iones hidroxilo en el asteroide que pueden sugerir la presencia de silicatos hidratados. ^{[ 37 ]} 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 carbonáceos más pequeños . ^{[ 37 ] [ 32 ]}

El albedo de radar de Psyche varía considerablemente en la superficie, oscilando entre 0,22 y 0,52, ^{[ 7 ]} valores que son de dos a cuatro veces más altos que la mayoría de los asteroides del cinturón principal. ^{[ 38 ]} Los modelos de reflexión de radar equiparan este rango de valores con densidades aparentes del regolito de 2,6 a 4,7 g/cm³ ^. [ ^{32 ] 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 inconsistente con un regolito de hierro-níquel puro a menos que sea altamente poroso.

Se han propuesto varios orígenes posibles para Psyche. El primero de ellos planteaba que Psyche es un núcleo metálico expuesto resultante de una colisión que despojó la corteza y el manto de un cuerpo progenitor diferenciado, originalmente más grande, de unos 500  kilómetros de diámetro. ^{[ 14 ]} Otras versiones incluyen la idea de que no fue el resultado de una única colisión grande, sino de múltiples (más de tres) colisiones laterales relativamente lentas con cuerpos de tamaño comparable o mayor. ^{[ 39 ]} Sin embargo, esta idea ha caído en desuso recientemente, ya que las estimaciones de masa y densidad son inconsistentes con un núcleo remanente. ^{[ 8 ]}

Una segunda hipótesis plantea que Psyche se fragmentó y se reincorporó gravitacionalmente a una mezcla de metal y silicato. ^{[ 40 ]} En este caso, podría ser un candidato para el cuerpo progenitor de los mesosideritos , una clase de meteoritos rocosos-ferríferos . ^{[ 40 ]}

Una tercera hipótesis plantea que Psyche podría ser un objeto diferenciado, como 1 Ceres y 4 Vesta , pero que experimentó un tipo de vulcanismo de hierro, también conocido como ferrovulcanismo, mientras aún se enfriaba. ^{[ 41 ]} De ser cierto, este modelo predice que el metal estaría altamente enriquecido solo en aquellas regiones que contienen centros volcánicos (relictos). Esta visión se ha visto reforzada por recientes observaciones de radar. ^{[ 7 ]}