Incluso 200 años después del descubrimiento del asteroide 16 Psyche, los astrónomos siguen intrigados por su formación. Psyche es el décimo asteroide más masivo del cinturón principal entre Marte y Júpiter, y el asteroide metálico más grande conocido, con 225 kilómetros de diámetro.
La misión Psyche de la NASA llegará en 2029 para determinar su origen. Psyche podría ser un fragmento de un planeta primitivo, destrozado por violentas colisiones, o un fragmento planetario que se separó en capas antes de perder su manto rocoso exterior.
Otras hipótesis sugieren que Psyche es un remanente antiguo que, o bien era rico en metales en sus inicios, o bien se convirtió en una mezcla de roca y metal tras chocar repetidamente con otros asteroides. Cada escenario tiene diferentes implicaciones para el origen de los planetas en el sistema solar primitivo.
Para investigar estas posibilidades, investigadores del Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Arizona realizaron simulaciones para predecir cómo se habría formado un gran cráter cerca del polo norte de Psyche según estas hipótesis contrapuestas.
En un estudio publicado en JGR Planets, el equipo describe predicciones diseñadas para ayudar a los científicos a interpretar los datos que la misión Psyche de la NASA recopilará a su llegada en 2029. Junto con las observaciones de la nave espacial, estas predicciones podrían ayudar a resolver el misterio de la composición de Psyche de una vez por todas.
«Grandes cuencas de impacto o cráteres excavan profundamente en el asteroide, lo que proporciona pistas sobre su composición interna», afirmó Namya Baijal, candidata a doctora en el LPL y primera autora del artículo. «Al simular la formación de uno de sus cráteres más grandes, pudimos realizar predicciones comprobables sobre la composición general de Psyche cuando llegue la nave espacial».
Menos del 10 % de los asteroides del cinturón principal son ricos en metales, y de ellos, Psyche es el más grande. Sin embargo, para obtener más información sobre cómo se distribuye ese metal dentro del asteroide, los científicos tendrán que esperar a que la nave espacial Psyche llegue hasta allí.
«Uno de nuestros principales hallazgos fue que la porosidad —la cantidad de espacio vacío dentro del asteroide— juega un papel significativo en la formación de estos cráteres», dijo Baijal. «La porosidad a menudo se ignora porque es difícil incluirla en los modelos, pero nuestras simulaciones muestran que puede afectar fuertemente el proceso de impacto y la forma de los cráteres resultantes».
Cuando un asteroide es poroso, es más fácil de deformar y la energía del impacto se absorbe de manera eficiente, lo que da lugar a cráteres más profundos y empinados, con menos material eyectado disperso en la superficie.
Al comparar estos cráteres simulados con lo que observará la nave espacial, los científicos podrán investigar si el interior de Psyche está separado en capas de roca y metal, o si, por el contrario, es una mezcla heterogénea de materiales.
Orígenes de Psyche
Los investigadores comparan su enfoque con entrar en una pizzería abandonada, ya que se cree que Psyche y los demás asteroides del cinturón principal son restos de la formación de planetas.
«Los cocineros se marcharon hace mucho tiempo, pero podemos observar lo que queda —los hornos, los restos de masa, los ingredientes— y deducir cómo se preparaban las pizzas», afirmó Erik Asphaug, profesor del LPL y coautor del estudio. «No podemos acceder al núcleo de la Tierra, Marte o Venus, pero quizás podamos acceder al núcleo de un asteroide primitivo».
En otras palabras, si Psyche resulta ser un núcleo planetario expuesto donde la mayor parte de la corteza rocosa fue arrancada, ofrecerá una ventana a una etapa violenta de la formación planetaria que los científicos no pueden observar de otra manera.
«Analizamos dos estructuras internas principales en Psyche», explicó Baijal. «Una es una estructura en capas con un núcleo metálico y un manto rocoso delgado, que probablemente se formó si una colisión violenta eliminó las capas exteriores. La otra es una mezcla uniforme de metal y silicato, creada por un impacto más catastrófico que mezcló todo, como algunos meteoritos ricos en metales encontrados en la Tierra».
Los investigadores utilizaron el modelo de forma óptima de Psyche, obtenido a partir de observaciones telescópicas, para crear un objetivo tridimensional. Reprodujeron la formación de una concavidad específica en el modelo, de aproximadamente 48 kilómetros de diámetro por 5 kilómetros de profundidad, simulando un impacto en el que Psyche fue golpeada a velocidades típicas de las colisiones en el cinturón de asteroides: unos 5 kilómetros por segundo.
El equipo varió el tamaño de los impactadores virtuales y probó dos modelos (núcleo metálico y roca y metal mixtos) para determinar cuál reproducía las dimensiones conocidas del cráter. Cada escenario produjo formas de cráter y patrones de eyección ligeramente diferentes.
«Descubrimos que un impactador de aproximadamente cinco kilómetros de diámetro crearía un cráter con las dimensiones correctas», dijo Baijal. «La formación del cráter es consistente con ambos escenarios de composición de Psyche».
A diferencia de los planetas, muchos asteroides no son de roca sólida. En cambio, pueden contener grandes cantidades de espacio vacío o material fracturado remanente de colisiones pasadas. El equipo incorporó esta porosidad a sus modelos y descubrió que afecta significativamente no solo la profundidad y la forma de los cráteres, sino también la distribución del material eyectado tras el impacto.
«Al analizar rigurosamente la forma, la porosidad y la composición de Psyche, este trabajo representa un hito fundamental para nuestra capacidad de simular de forma realista los impactos en asteroides de características únicas», afirmó Adeene Denton, investigadora postdoctoral y coautora del estudio.
La nave espacial Psyche transporta instrumentos diseñados para estudiar la superficie, el campo gravitatorio, el campo magnético y la composición del asteroide. Además de la forma de los cráteres, que depende de la estructura interna y la porosidad, las simulaciones predicen otros patrones observables, como las variaciones de densidad causadas por la compresión del interior del asteroide durante los impactos y la distribución de los fragmentos ricos en metal proyectados a la superficie.
«Cuando la nave espacial llegue a Psyche dentro de unos años, los geoquímicos, geólogos y modeladores del equipo estarán observando el mismo objeto e intentando interpretar lo que vean», explicó Asphaug. «Este trabajo nos da una ventaja inicial».
Con información de: Namya Baijal et al., Explorando la estructura interna de (16) Psyche mediante colisiones a escala de cuenca, Journal of Geophysical Research: Planets (2026). DOI: 10.1029/2025je009231
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