(16) Психея

(16) Психе́я (лат. Psyche) — астероид главного пояса, который принадлежит к богатому металлами спектральному классу M. Благодаря значительным размерам и высокому содержанию металлов в породе, на него приходится почти 1 % массы всех тел пояса астероидов, что позволяет ему входить в десятку самых массивных астероидов главного пояса. Он был открыт 17 марта 1852 года итальянским астрономом Аннибале де Гаспарисом в обсерватории Каподимонте в Неаполе и назван в честь Психеи, олицетворения души в древнегреческой мифологии^[4].

Первоначально первые астероиды получали специальные символы наряду с планетами. Но впоследствии, когда количество открытых астероидов перевалило за полтора десятка, от этой системы решено было отказаться. Взамен неё в 1851 году немецкий астроном Иоганн Энке предложил использовать перед названием астероида его порядковый номер, заключённый в круглые скобки. А Психея как раз и стала первым астероидом, который был открыт после утверждения этого предложения^[5].

Результаты радиолокационных исследований конца XX века говорили о довольно высоком содержании железа и никеля в породах астероида^[6][7], причём без всяких примесей воды или водосодержащих минералов^[8], что является довольно большой редкостью среди металлических астероидов класса M. Также было обнаружено небольшое количество пироксенов^[9]. На основании этого можно было бы предположить, что Психея представляет собой не что иное, как фрагмент, — а именно металлическое ядро, — более крупного тела, протоастероида, который был впоследствии разрушен в результате столкновения с другим крупным объектом.

Однако сведения, полученные с инфракрасного телескопа НАСА IRTF и проанализированные учёными Аризонского университета изучения Луны и планет (UALPL), показывают, что на поверхности Психеи есть признаки присутствия воды или гидроксила. Одно из предположений астрономов, что вода на Психею могла попасть вместе с малыми астероидами, содержащими в своём составе летучие вещества — углерод, водород и воду^[10][11].

Впрочем, если бы Психея являлась остатком некоего родительского тела, можно было бы ожидать присутствия и других фрагментов этого тела на подобных орбитах, как в случае с астероидом (4) Веста. Тем не менее астрономические наблюдения показывают их полное отсутствие — Психея не входит ни в одно астероидное семейство^[12]. Согласно одной из гипотез, катастрофа произошла в самом начале истории Солнечной системы и все следы столкновения, вроде пыли и мелких фрагментов, были рассеянны за миллиарды лет, прошедших со времени этой катастрофы. Подобное могло произойти за счёт дальнейших столкновений этих фрагментов с другими астероидами, а также их попадания в зоны орбитальных резонансов, которые могли исказить их орбиты до неузнаваемости.

Большие размеры и высокая плотность делают Психею достаточно массивной, чтобы оказывать гравитационные возмущения на орбиты других более мелких астероидов, в случае их сближения с нею. Подобные события позволяют с довольно высокой степенью точности измерить массу этого тела. Первоначально масса астероида оценивалась в 5⋅10¹⁹ кг, а плотность — в 6,49 ± 2,94 г/см³^[1], но впоследствии оценка массы была снижена до 2,57⋅10¹⁹ кг^[13]. По последним данным масса Психеи составляет 2,27⋅10¹⁹ кг^[1].

Вместе с тем велись наблюдения с целью установления размеров астероида, на основании которых также можно было бы судить о плотности этого тела. Так, по данным инфракрасного телескопа IRAS, максимальный размер Психеи первоначально оценивался в 253 км, но анализ покрытий звёзд, наблюдавшихся в Мексике 22 марта и 16 мая 2002 года, позволил идентифицировать её как эллипсоид с размерами 214×181×145 км^[14] и плотностью соответственно 3,3 ± 0,7 г/см³^[2].

Также, на основании кривой блеска астероида, установлено что его ось вращения ориентирована на одну из двух возможных точек с координатами (β, λ) = (−9°, 35°) и (β, λ) = (−2°, 215°) с точностью до ±10°^[15]. Это свидетельствует о наклоне оси вращения астероида приблизительно 95° — то есть он вращается «лёжа на боку», как и планета Уран^[16].

Двумерное и трёхмерное компьютерное моделирование столкновений планетезималей с астероидом Психея указывает на то, что он, вероятно, является металлическим и пористым по составу^[17].

В честь астероида назван проект NASA «Psyche», который должен изучить его магнитные свойства. АМС планировалось запустить в октябре 2023 года и после гравитационных манёвров около Земли в 2024 году и около Марса в 2025 году прибыть к астероиду в 2030 году^[18]. Через год после прибытия зонд должен начать спускаться по спиральной орбите к поверхности астероида — максимальное сближение составит 105,5 км^[19]. После дополнительных расчётов в NASA решили отправить зонд к астероиду в 2022 году с помощью ракеты-носителя Falcon Heavy. Это позволит не использовать тепловые щиты и не совершать гравитационный манёвр у Земли, а зонд при этом достигнет астероида на 4 года раньше — в 2026 году, совершив лишь один гравитационный манёвр у Марса в 2023 году^[20][21].

В июне 2022 года было объявлено о создании самой подробной карты астероида при помощи радиоинтерферометра ALMA^[22].