16 Psyche – metallischer Riese des Asteroidengürtels (200+ km)
16 Psyche – metallischer Riese im Hauptgürtel: über 200 km Durchmesser, M‑Typ-Asteroid, entdeckt 1852. Fakten, Entdeckungsgeschichte und Bedeutung für Forschung & Rohstoffkunde.
16 Psyche ist ein sehr großer Asteroid im Hauptgürtel, mit einem Durchmesser von weit über 200 Kilometern und wahrscheinlich der größte der metallischen Asteroiden des M-Typs. Sein Anteil an der Masse des gesamten Asteroidengürtels wird auf 0,6 Prozent geschätzt.
Dieser Asteroid wurde von Annibale de Gasparis am 17. März 1852 von Neapel aus entdeckt und nach der griechischen Nymphe Psyche benannt. Die ersten fünfzehn gefundenen Asteroiden wurden von den Astronomen als eine Art Kurzhandnotation mit Symbolen versehen. Im Jahr 1851 schlug J. F. Encke jedoch vor, eine eingekreiste Zahl zu verwenden. 16 Psyche war der erste neu gefundene Asteroid, der mit diesem Schema bezeichnet wurde (1852 von J. Ferguson).
Physikalische Eigenschaften
16 Psyche gehört zur Spektralklasse M, was auf einen hohen Metallanteil hinweist. Radarbeobachtungen und die hohe Radaralbedo unterstützen die Interpretation, dass ein beträchtlicher Anteil der Oberfläche und des Inneren aus nickel‑eisenhaltigem Material bestehen könnte. Die genaue Zusammensetzung ist jedoch nicht abschließend geklärt: Spektrale Messungen deuten stellenweise auch auf silikatische Beimengungen oder verwitterte Oberflächenmaterialien hin. Schätzungen des Durchmessers liegen bei etwa 225–230 km, daher die Formulierung „weit über 200 Kilometern“; die Form ist unregelmäßig und deutet auf eine stark geformte Oberfläche mit Vertiefungen und möglichen Kratern hin.
Die Dichte und damit der Metallanteil sind Gegenstand aktueller Forschung und bleiben unsicher, weil Porosität, Mischungsverhältnisse von Metall und Gestein sowie Oberflächenbeschaffenheit die Interpretationen beeinflussen. Hypothesen zur Herkunft reichen von einem freigelegten eisen‑nickel‑Kern eines früh differenzierten Protoplaneten bis zu einem stark metalreichen, aber nicht vollständig differenzierten Körper.
Bahndaten und Rotation
Psyche bewegt sich in einer Bahn im mittleren Hauptgürtel zwischen Mars und Jupiter. Die Bahn und Umlaufzeit sind charakteristisch für große Hauptgürtelasteroiden. Aus Lichtkurvenmessungen ist bekannt, dass Psyche relativ schnell rotiert; die Rotationsperiode wurde aus Beobachtungen bestimmt und erlaubt Rückschlüsse auf Form und Trägheitsverteilung.
Beobachtungen und Untersuchungsmethoden
16 Psyche wurde mit zahlreichen Techniken untersucht:
- Optische Spektroskopie (von erdgebundenen Teleskopen) zur Bestimmung der Zusammensetzung und Oberflächeneigenschaften.
- Radarbeobachtungen, die die hohe Metalllichkeit und Details zur Form und zur Radaralbedo liefern.
- Adaptive Optik und Sternbedeckungen (Okkultationen), die Durchmesser, Gestalt und gelegentlich Hinweise auf scharf umrissene Strukturen verbessern.
- Photometrische Beobachtungen (Lichtkurven), die Rotationsperiode und grobe Formmodelle erlauben.
Bedeutung und Entstehungshypothesen
Psyche ist wissenschaftlich besonders interessant, weil er Einblicke in Prozesse der Planetenentstehung und Differenzierung geben könnte. Wenn es sich tatsächlich um einen freigelegten metallischen Kern handelt, wäre Psyche ein seltenes natürliches Labor, um die Zusammensetzung und innere Struktur früher Protoplaneten zu untersuchen, die ansonsten nur indirekt über Meteoritenstudien zugänglich sind. Alternativ könnte Psyche das Resultat großskaliger Kollisionen und Akkretionsprozesse sein, die metalreiche Aggregate bildeten.
NASA-Mission „Psyche“
Die NASA hat die Raumsonde Psyche zur Erforschung dieses Asteroiden ausgewählt und gestartet. Ziele der Mission sind u. a.:
- Bestimmung der genauen Zusammensetzung und Verteilung von Metall und Gestein auf der Oberfläche.
- Bilder und topographische Karten zur Analyse von Form, Kratern und Oberflächenmerkmalen.
- Messung möglicher magnetischer Felder, um Hinweise auf frühere thermische Differenzierung zu erhalten.
- Bestimmung von Masse und innerer Massenverteilung durch Radio‑Science‑Experimente.
Mit den Ergebnissen der Mission erwartet man, zentrale Fragen zur Entstehung und Entwicklung innerer Kerne von terrestrischen Körpern sowie zur frühen Geschichte des Sonnensystems beantworten zu können.
Wirtschaftliches Interesse
Aufgrund seines vermutlich hohen Metallanteils wird Psyche auch in Diskussionen über Rohstoffvorkommen im Weltraum erwähnt. Wissenschaftlich und technologisch steht jedoch die Erforschung und das Verständnis des Objekts im Vordergrund; kommerzielle Nutzbarkeitsüberlegungen sind langfristig und mit vielen rechtlichen und technischen Fragen verbunden.
Zusammenfassung
16 Psyche ist einer der größten und ungewöhnlichsten Asteroiden im Hauptgürtel. Sein mutmaßlich hoher Metallanteil macht ihn zu einem Schlüsselobjekt für das Verständnis früher Differenzierungsprozesse in der Planetenentstehung. Beobachtungen von der Erde und die gleichnamige NASA‑Mission sollen in den kommenden Jahren wesentlich zur Klärung von Aufbau, Herkunft und Entwicklung dieses metallischen Riesen beitragen.
Merkmale
Radarbeobachtungen deuten darauf hin, dass er aus Eisen-Nickel besteht. Die Psyche scheint ein Fall eines freiliegenden metallischen Kerns aus einem größeren differenzierten Mutterkörper zu sein. Im Gegensatz zu einigen anderen M-Typ-Asteroiden zeigt Psyche keine Anzeichen für das Vorhandensein von Wasser oder wasserführenden Mineralien auf seiner Oberfläche, was mit seiner Interpretation als metallischer Körper übereinstimmt. Geringe Mengen von Pyroxen scheinen vorhanden zu sein.Wenn die Psyche der Kernüberrest eines größeren Mutterkörpers ist, könnten wir andere Asteroiden auf ähnlichen Bahnen erwarten. Psyche gehört zu keiner Asteroidenfamilie. Eine Theorie besagt, dass die Kollision sehr früh in der Geschichte des Sonnensystems stattfand, und alle anderen Überreste sind seither durch nachfolgende Kollisionen in Fragmente zermahlen worden oder ihre Umlaufbahnen wurden bis zur Unkenntlichkeit gestört.
Die Psyche ist so massiv, dass ihre Störungen auf anderen Asteroiden gemessen werden können, was eine Massenmessung ermöglicht. Ihre Dichte ist für Metall ziemlich gering (obwohl sie für Asteroiden als solche ziemlich verbreitet ist), was auf eine ziemlich hohe Porosität von 30-40% hinweist.
Die Psyche scheint eine ziemlich runde Oberfläche zu haben und ist ungefähr ellipsoidisch geformt. Eine kürzlich durchgeführte Lichtkurvenanalyse zeigt an, dass ihr Pol entweder in Richtung der Ekliptikkoordinaten (β, λ) = (-9°, 35°) oder (β, λ) = (-2°, 215°) mit einer Unsicherheit von 10° zeigt. Dies ergibt eine axiale Neigung von 95°.
Es wurden zwei Sternbedeckungen durch Psyche beobachtet (aus Mexiko am 22. März 2002 und eine weitere am 16. Mai 2002). Lichtkurvenänderungen deuten auf einen nicht-sphärischen Körper hin, was mit den Lichtkurven- und Radarergebnissen übereinstimmt.
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