Ψυχή:Ο μεταλλικός μίνι κόσμος που θα μπορούσε να αλλάξει όλα όσα γνωρίζουμε για το Ηλιακό Σύστημα

Αφιερώστε μια στιγμή για να φανταστείτε ένα τεράστιο κομμάτι μετάλλου, 25 φορές μεγαλύτερο από το Έβερεστ, να επιπλέει στο διάστημα. Δυσκολεύεστε να δημιουργήσετε μια εικόνα; Μην ανησυχείς, κανείς δεν μπορεί. Αυτό συμβαίνει γιατί κανείς δεν έχει ξαναδεί τέτοιο αντικείμενο από κοντά. Αλλά σε πέντε χρόνια από τώρα, όλα θα αποκαλυφθούν.

Ο Ιανουάριος του 2026 είναι η ημερομηνία-στόχος για ένα νέο διαστημόπλοιο της NASA να φτάσει σε έναν αστεροειδή που ονομάζεται Ψυχή. Πήρε το όνομά της από την ελληνική θεά της ψυχής, η Ψυχή ανακαλύφθηκε στις 17 Μαρτίου 1852 από τον Ιταλό αστρονόμο Annibale de Gasparis. Είναι ένα από τα πιο ογκώδη σώματα στη ζώνη των αστεροειδών μεταξύ του Άρη και του Δία. Σύγχρονες εκτιμήσεις υποδηλώνουν ότι περιέχει περίπου το 1 τοις εκατό της συνολικής μάζας που κατανέμεται στα εκατομμύρια των αστεροειδών στην κύρια ζώνη των αστεροειδών. Ωστόσο, είναι η σύνθεση του αστεροειδούς που κάνει το Psyche ξεχωριστό.

Με διάμετρο περίπου 230 km και σχήμα πατάτας, η πυκνότητα του Psyche είναι τόσο μεγάλη που οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι πρέπει να είναι κατασκευασμένο από μέταλλο. Επίσης, όταν οι αστρονόμοι αναζητούν την υπογραφή των βραχωδών ορυκτών, αναλύοντας το ηλιακό φως που αναπηδά από την επιφάνειά του, δεν μπορούν να βρουν κανέναν από τους ενδεικτικούς δείκτες που αναζητούν.

Εάν το Psyche είναι πραγματικά μέταλλο, και έχει μελετηθεί τόσο πολύ τώρα που φαίνεται να υπάρχει ελάχιστη αμφιβολία, τότε θα μπορούσε να κρύβει μυστικά για τον τρόπο που σχηματίστηκαν οι πλανήτες, συμπεριλαμβανομένης της Γης, πριν από 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια. Το ξεκλείδωμα αυτών των μυστικών είναι αυτό που οδηγεί την αποστολή Psyche.

Όταν οι αστρονόμοι στρέφουν τις σκέψεις τους στο πώς θα μπορούσε να έχει σχηματιστεί η Ψυχή, υπάρχει μόνο ένα μέρος που γνωρίζουν όπου μπορούν να υπάρχουν τέτοιες συγκεντρώσεις μετάλλου. Και αυτό βρίσκεται στις καρδιές των βραχωδών πλανητών, όπως η Γη, ο Άρης και οι άλλοι κόσμοι του εσωτερικού Ηλιακού Συστήματος.

Διαβάστε περισσότερα σχετικά με τους αστεροειδείς:

• Κομήτες και αστεροειδείς:Πέντε πράγματα που (μάλλον) δεν γνωρίζατε για αυτούς
• Πώς να συντρίψετε έναν αστεροειδή

Αν μπορούσατε να περάσετε μια φέτα σε έναν από αυτούς τους κόσμους, θα βρείτε έναν μεταλλικό πυρήνα, που περιβάλλεται από ένα βαθύ στρώμα πυριτικού άλατος, γνωστό ως μανδύας, και στη συνέχεια μια λεπτή βραχώδη κρούστα. Ενώ ο πυρήνας αποτελείται κυρίως από σίδηρο και νικέλιο, ο μανδύας διαθέτει το ορυκτό ολιβίνη και ο φλοιός αποτελείται κυρίως από βασάλτη.

Αυτή η στρώση παράγεται από μια διαδικασία που ονομάζεται διαφοροποίηση. Η διαφοροποίηση θεωρείται ότι λαμβάνει χώρα στα τελικά στάδια του σχηματισμού των πλανητών, όταν οι πλανήτες είναι λιωμένοι. Σε αυτήν την κατάσταση, πυκνό υλικό, όπως το μέταλλο, βυθίζεται στο κέντρο, ενώ ελαφρύτερο υλικό, όπως ο βράχος, επιπλέει στην επιφάνεια.

Θα μπορούσε, λοιπόν, η Ψυχή να βρισκόταν κάποτε μέσα σε έναν νεοσύστατο πλανήτη που καταστράφηκε σε θρύψαλα νωρίς στην ιστορία του Ηλιακού Συστήματος; Αυτό είναι που έχει σχεδιαστεί για να διερευνήσει η αποστολή Psyche. Είναι ένα παιχνίδι υψηλού πονταρίσματος, γιατί αν αυτό το σενάριο αποδειχθεί αληθινό, οι αστρονόμοι έχουν πολλές εξηγήσεις να κάνουν.

«Ονομάζεται πρόβλημα του μανδύα που λείπει», λέει η Δρ Julia de Leon, επιστήμονας αστεροειδών από το Instituto de Astrofisica de Canarias, La Palma, και μέρος του έργου Near Earth Object Modeling and Payloads for Protection (NEO-MAPP). P>

Το επιχείρημα έχει ως εξής:αν η Ψυχή ήταν πράγματι μέρος του πυρήνα ενός θρυμματισμένου πλανήτη, τότε πού είναι τα υπόλοιπα συντρίμμια; Οι περισσότεροι από τους αστεροειδείς στο Ηλιακό Σύστημα είναι πρωτόγονα, αδιαφοροποίητα σώματα. Βλέπουμε πολύ λίγους αστεροειδείς πλούσιους σε ολιβίνη που θα αντιπροσώπευαν το υλικό του μανδύα για έναν κόσμο κατεστραμμένο.

Γίνεται χειρότερο. Ένα σημαντικό μέρος των μετεωριτών που πέφτουν στη Γη εδώ και αιώνες αποτελούνται κυρίως από σίδηρο – ακριβώς όπως αναμενόταν από τον πυρήνα ενός διαταραγμένου κόσμου. Αλλά όταν οι επιστήμονες τα αναλύουν για ίχνη άλλων χημικών ουσιών, τα αποτελέσματα είναι τόσο διαφορετικά που είναι συγκλονιστικά.

«Η ανάλυση δείχνει ότι οι σιδερένιοι μετεωρίτες μπορεί να προέρχονται από τουλάχιστον 50 ή 60 διαφορετικούς πυρήνες», λέει ο de Leon.

Εκ πρώτης όψεως, αυτό σημαίνει 50 ή 60 πλανήτες που θρυμματίστηκαν κατά τη διάρκεια του σχηματισμού του Ηλιακού Συστήματος. Απλώς φαίνεται υπερβολικό, λαμβάνοντας υπόψη ότι οι αστρονόμοι δεν μπορούν να βρουν αρκετά θραύσματα μανδύα για να εξηγήσουν ακόμη και έναν από αυτούς τους καταδικασμένους κόσμους. Αυτό είναι το αίνιγμα που πρέπει να προσπαθήσει να ξεκλειδώσει η αποστολή στην Ψυχή.

Η πορεία προς την αποστολή ξεκίνησε πριν από μια δεκαετία, όταν ο Dr Lindy Elkins-Tanton, πλανητικός επιστήμονας από το State University της Αριζόνα έδωσε μια διάλεξη στο Lunar and Planetary Conference στην Αμερική. Μαζί με συναδέλφους της, παρουσίαζε μια νέα υπόθεση διαφοροποίησης. Κατά την άποψή της, μικρότεροι αστεροειδείς - αντί σχεδόν πλήρεις πλανήτες - θα μπορούσαν να παράγουν αρκετή θερμότητα για να ξεκινήσουν τουλάχιστον τη διαδικασία τήξης και διαφοροποίησης.

Το κλειδί για την ιδέα ήταν τα αυξανόμενα στοιχεία ότι υπήρχε αφθονία αλουμινίου-26, ενός ραδιενεργού ισοτόπου που παρήχθη κατά την έκρηξη των αστεριών, που υπήρχε στην αρχή του Ηλιακού Συστήματος. Υπέδειξε ότι ένα κοντινό αστέρι είχε εκραγεί λίγο πριν αρχίσει να σχηματίζεται το Ηλιακό Σύστημα.

Καθώς σχηματίστηκαν αυτά τα πρώτα πλανητάρια, περιλάμβαναν φυσικά ποσότητες ραδιενεργού αλουμινίου και όπως κάθε ισότοπο η διάσπασή του θα παρήγαγε θερμότητα. Στη συνέχεια, αυτή η θερμότητα έλιωσε το εσωτερικό ορισμένων πλανητών, επιτρέποντάς τους να διαφοροποιούνται στο εσωτερικό, αλλά, σύμφωνα με τον Elkins-Tanton, μπορεί να μην είχαν λιώσει εντελώς, και έτσι το εξωτερικό παρέμενε αδιαφοροποίητο.

Ως εκ τούτου, όταν αυτοί οι αστεροειδείς συντρίφθηκαν σε επόμενες συγκρούσεις, αποκάλυψαν πυρήνες σιδήρου, αλλά οι γύρω βράχοι εξακολουθούσαν να φαίνονται πρωτόγονοι, λύνοντας το πρόβλημα του μανδύα που έλειπε. Η ιδέα πυροδότησε μια υγιή συζήτηση στο συνέδριο και μια απροσδόκητη προσφορά. Μερικοί επιστήμονες από το Εργαστήριο Jet Propulsion της έστειλαν email από το μπλε λέγοντας ότι θα ήθελαν να προτείνουν μια αποστολή για να δοκιμάσουν την υπόθεση. "Ας βγούμε στη ζώνη των αστεροειδών και θα δούμε αν μπορούμε να μάθουμε αν συνέβη αυτό και πού συνέβη", λέει ο Elkins-Tanton.

Και αυτή ήταν η αρχή της αποστολής. Ο Elkins-Tanton έγινε ο κύριος ερευνητής και βρίσκεται επί του παρόντος στην τελική φάση της προετοιμασίας της αποστολής για την εκτόξευσή της, τον Αύγουστο του 2022.

Η αποστολή είναι εξοπλισμένη με μια σουίτα επιστημονικών οργάνων. Υπάρχει μια πολυφασματική συσκευή απεικόνισης που θα παρέχει εικόνες υψηλής ανάλυσης σε διάφορα μήκη κύματος. Αυτό θα επιτρέψει στην ομάδα να εντοπίσει και να διακρίνει περιοχές εκτεθειμένου μετάλλου και ροκ στην επιφάνεια του Psyche. Δεδομένου ότι κανείς δεν έχει δει ούτε έναν αστεροειδή αυτού του τύπου στο παρελθόν, κανείς δεν ξέρει πώς θα εμφανιστεί.

«Ανυπομονώ να δω πώς μοιάζει η επιφάνεια του Psyche. Θα μπορούσε να είναι πραγματικά πολύ ασυνήθιστο και παράξενο. Ελπίζω ότι θα φανεί εντελώς παράξενο», λέει ο Elkins-Tanton.

Οι εικόνες θα μπορούσαν να δείχνουν μεγάλες επαρχίες εκτεθειμένου μετάλλου. Σε αυτήν την περίπτωση, οι κρατήρες που καλύπτουν άλλους αστεροειδείς θα μπορούσαν να φαίνονται περίεργοι εδώ, επειδή οι κρούσεις συμβαίνουν διαφορετικά σε μέταλλο σε βράχο. «Θα περιμέναμε να δούμε αρκετά περίεργα σχήματα», λέει ο Elkins-Tanton.

Ο κονιοποιημένος βράχος, γνωστός ως ρεγόλιθος, που δημιουργήθηκε σε τέτοιες κρούσεις θα μπορούσε επίσης να λείπει από το Psyche, καθώς δεν είναι σαφές εάν το μέταλλο μπορεί να σχηματίσει έναν ρεγόλιθο. Όλα κάνουν πολύ δύσκολη την πρόβλεψη του πώς θα μοιάζει ο αστεροειδής.

Υπάρχει επίσης ένα φασματόμετρο ακτίνων γάμμα και νετρονίων που θα μετρήσει τα χημικά στοιχεία στην επιφάνεια του Psyche, δίνοντάς μας μια εκτίμηση της συνολικής του σύνθεσης. Αυτά είναι τα δεδομένα για τα οποία ο De Leon είναι πιο ενθουσιασμένος γιατί ενώ ο πολυφασματικός απεικονιστής θα εντοπίσει περιοχές πετρωμάτων και μετάλλων, το φασματόμετρο θα δώσει τη σύνθεση του μετάλλου και θα αποκαλύψει τι του έχει συμβεί. "Μόνο η χημική ανάλυση μπορεί να σας πει αυτές τις πληροφορίες", λέει.

Έπειτα, υπάρχει το μαγνητόμετρο, το οποίο θα ανιχνεύσει εάν η Ψυχή έχει μαγνητικό πεδίο – κρίσιμο για την κατανόηση του παρελθόντος της. Ο λόγος είναι ότι ένας πυρήνας λιωμένου σιδήρου λειτουργεί σαν δυναμό και δημιουργεί μαγνητικό πεδίο. Αυτό συμβαίνει κάτω από τα πόδια μας στον πυρήνα της Γης ακόμα και τώρα.

Καθώς ένας πυρήνας εκπέμπει την ενέργειά του και στερεοποιείται, μέρη της προκύπτουσας συμπαγούς μάζας σιδήρου θα διατηρήσουν ένα αποτύπωμα αυτού του μαγνητικού πεδίου. «Αν βρούμε αυτό το ισχυρό μαγνητικό πεδίο στην Ψυχή, τότε θα μάθουμε αμέσως ότι ήταν μέρος του πυρήνα και μετά μπορούμε να βασιστούμε σε αυτό. Οπότε θα ήταν υπέροχο να το ανακαλύψουμε αμέσως», λέει ο Elkins-Tanton.

Σίγουρα έχουν τελειώσει τη δουλειά τους. Όχι μόνο πρέπει να διερευνήσουν την προέλευση της Ψυχής και να προσπαθήσουν να εξηγήσουν το πρόβλημα του μανδύα που λείπει, υπάρχει επίσης μια οικογένεια μετεωριτών που θα μπορούσαν να προέρχονται από το ίδιο γονικό σώμα με την Ψυχή. Ονομάζονται χονδρίτες CB και εμφανίζουν ένα πολύ υψηλό ποσοστό μετάλλου που περιβάλλει στρογγυλά σταγονίδια βράχου. Μια ιδέα είναι ότι είναι «πιτσιλιές» από τις ίδιες συγκρούσεις που έφεραν στο φως την Ψυχή.

Είναι μια απίστευτη σκέψη ότι αποστολές όπως η Ψυχή μας βάζουν σε θέση να εξετάσουμε τη ζώνη των αστεροειδών με τέτοια ακρίβεια που όχι μόνο θα κατανοήσουμε τη γενική διαδικασία σχηματισμού πλανητών, αλλά θα μπορούμε επίσης να συνδέσουμε διαφορετικά σώματα με συγκεκριμένα γεγονότα και ο ένας τον άλλον.

Η άλλη απίστευτη σκέψη για αυτή την αποστολή είναι να προετοιμαστείς για το απροσδόκητο. Όπως λέει ο Elkins-Tanton, «Αυτό που θα προσθέσω εδώ, το οποίο προσθέτω πάντα, είναι ότι σχεδόν σίγουρα όλα όσα σας λέω αυτή τη στιγμή είναι λάθος. Και αυτή η Ψυχή θα μας εκπλήξει και θα μας δείξει ότι είναι κάτι εντελώς διαφορετικό."

Και όταν όλα λέγονται και γίνονται, αυτό είναι ίσως το πιο όμορφο πράγμα για την επιστήμη.

• Αυτό το άρθρο εμφανίστηκε για πρώτη φορά στο τεύχος 362 του BBC Science Focus Magazine – μάθετε πώς να εγγραφείτε εδώ

Διαβάστε περισσότερα σχετικά με το μέλλον της εξερεύνησης:

• Διαστημικό τηλεσκόπιο Τζέιμς Γουέμπ:Εντός των δοκιμών υψηλού κινδύνου του διαδόχου του Hubble, αξίας 7,2 δισεκατομμυρίων λιρών
• Βουνά βαθέων υδάτων:τα ανεξερεύνητα οικοσυστήματα της Γης που βρίθουν από ζωή
• Πώς οι επιστήμονες χρησιμοποιούν την κοσμική ακτινοβολία για να κρυφοκοιτάξουν μέσα στις πυραμίδες
• Πώς θα επιστρέψει η ανθρωπότητα στη Σελήνη:Το μέλλον της εξερεύνησης της Σελήνης
• Παγωμένες λίμνες και υπόγειοι καταρράκτες:Μέσα στο σύστημα βαθιών σπηλαίων Dark Star