(16) Psyché
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(16) Psyche
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| Demi-grand axe (a) |
436,921 × 106 km (2,921 ua) |
|---|---|
| Périhélie (q) |
375,958 × 106 km (2,513 ua) |
| Aphélie (Q) |
497,884 × 106 km (3,328 ua) |
| Excentricité (e) | 0,140 |
| Période de révolution (Prév) |
1 823,115 j (4,99 a) |
| Vitesse orbitale moyenne (vorb) | 17,34 km/s |
| Inclinaison (i) | 3,095° |
| Longitude du nœud ascendant (Ω) | 150,352° |
| Argument du périhélie (ω) | 228,047° |
| Anomalie moyenne (M0) | 323,379° |
| Catégorie | Astéroïde de la ceinture principale |
| Dimensions | 253,16 ± 0,04 km [1] |
|---|---|
| Masse (m) | 1,7×1019 kg |
| Masse volumique (ρ) | 3 990 ± 260 kg/m3 |
| Gravité équatoriale à la surface (g) | 0,070 8 m/s2 |
| Vitesse de libération (vlib) | 0,133 9 km/s |
| Période de rotation (Prot) |
0,174 8 j (4,196 h) |
| Classification spectrale | M |
| Magnitude absolue (H) | 5,90 |
| Albédo (A) | 0,12 [1] |
| Température (T) | ~ 162 K |
| Date | |
|---|---|
| Découvert par | Annibale De Gasparis |
| Nommé d'après | Psyché |
| Désignation | A852 FA |
(16) Psyché (nom international : (16) Psyche) est l'un des dix astéroïdes les plus massifs de la ceinture d'astéroïdes. Il fait plus de 200 km de diamètre et représente un peu moins de 1 % de la masse totale de la ceinture d'astéroïdes. Il a été découvert par l'astronome italien Annibale De Gasparis le à Naples et nommé d'après Psyché, une figure mythologique grecque[2].
Comme les autres astéroïdes de type M (M pour « métal »), dont il est le plus massif, (16) Psyché a d'abord été considéré comme le noyau ferreux résiduel d'une protoplanète, avec à sa surface 90 % de métal[3]. Les données acquises dans les années 2010 ont permis d'estimer sa masse volumique à 3 400–4 100 kg/m3, ce qui conduit à réviser sa composition à 30-60 % de métal seulement, le reste étant probablement constitué de silicates pauvres en fer et de porosité inférieure à 20 %[4].
Différentes questions sur l'origine de (16) Psyché et ses caractéristiques physiques (pour lesquelles il subsiste des contradictions entre différents jeux de données) devraient trouver des réponses après la mise en orbite de la sonde Psyché, prévue pour 2026[5]. Au moment du lancement de la sonde (le [6]), la NASA précise qu'en 2026 la sonde utilisera l'assistance gravitationnelle de Mars afin d'accroître sa vitesse. Elle se placera en orbite autour de l'astéroïde en 2029 et y restera pendant 26 mois à différentes latitudes[7].
Symbole
[modifier | modifier le code]Les astronomes ont attribué aux quinze premiers astéroïdes découverts des symboles permettant leur notation abrégée. Conformément à cet usage, Psyché est désigné par .svg){kind=small}
qui représente l'aile d'un papillon, symbole de l'âme (Psyché est le mot grec pour « âme »), surmontée d'une étoile[8]. En 1851, l'astronome allemand Johann Franz Encke suggéra d'utiliser un numéro entouré d'un cercle. (16) Psyché fut alors le premier astéroïde récemment découvert à être désigné selon cette nouvelle convention, par l'astronome américain James Ferguson qui publia ses observations en 1852[9].
Caractéristiques
[modifier | modifier le code]Forme et volume
[modifier | modifier le code]Plusieurs modèles décrivant la forme de (16) Psyché ont été déduits des images optiques ou radar et des occultations d'étoiles. Cette forme est essentiellement celle d'un ellipsoïde triaxial (290 × 245 × 170 km), pour un volume de (6,04 ± 0,40) × 106 km3[4].
Masse
[modifier | modifier le code]On déduit la masse d'un astéroïde, soit des perturbations orbitales résultant de son interaction gravitationnelle avec un ou plusieurs autres astéroïdes (à l'occasion d'un rapprochement), soit d'une analyse globale des perturbations orbitales dans le Système solaire. La masse de (16) Psyché a d'abord été évaluée à (1,73 ± 0,52) × 1019 kg en 2010, puis à (6,72 ± 0,56) × 1019 kg en 2012, ensuite les estimations ont convergé, aboutissant à (2,287 ± 0,070) × 1019 kg en 2017[4].
Masse volumique
[modifier | modifier le code]Les estimations de la masse volumique de (16) Psyché ont beaucoup fluctué, en suivant celles du volume et surtout de la masse : de 2 500 à 7 600 kg/m3. En 2020 la meilleure estimation est de 3 780 ± 340 kg/m3. Cette masse volumique est l'une des plus élevées parmi les astéroïdes de la ceinture principale, mais elle est assez représentative des masses volumiques des astéroïdes de types X et M quand elles sont estimées avec suffisamment de précision. Elle est en tout cas beaucoup trop petite pour que l'astéroïde soit essentiellement constitué de fer-nickel (masses volumiques de la kamacite et de la taénite : 7 870 et 8 260 kg/m3), elle est même plus petite que celles des sidérolithes (4 200–4 800 kg/m3). Elle est en revanche compatible avec la borne supérieure de celles des chondrites sans porosité, qu'elles soient ordinaires (3 200–3 800 kg/m3), à enstatite (3 100–3 800 kg/m3) ou (excepté les bencubbinites) carbonées (2 200–3 800 kg/m3). Pour que (16) Psyché soit seulement constitué de métal et de vide il faudrait que sa porosité soit de 52 %, ce qui est considéré comme improbable pour un corps essentiellement métallique, mais sa masse volumique peut correspondre à diverses proportions de métal, de silicates et de vide[4].
Effusivité thermique
[modifier | modifier le code]Deux études de 2013[10] et 2018[11] ont obtenu pour l'effusivité thermique des résultats contradictoires : 243–284 et 11–53 J m−2 s−½ K−1. Le premier est cohérent avec une surface métallique mais pas le second, qui indique plutôt la présence de silicates et de peu de métal. Il faudra sans doute attendre les observations de la sonde Psyché pour résoudre la contradiction.
Réflectance radar
[modifier | modifier le code]La réflectance radar des astéroïdes de types X et M est extrêmement variable (de 0,06 à 0,55), sans qu'on sache si c'est surtout dû à la composition de la surface ou à sa porosité. Celle de (16) Psyché est en moyenne de 0,37 ± 0,09[12], donc assez élevée et indicative d'une forte proportion de métal. Elle n'est pas uniforme, la moyenne de la face visible variant entre 0,25 et 0,54 au cours de la rotation. Cela est plausiblement dû à des variations géographiques de la proportion de métal[4].
Réflectance optique
[modifier | modifier le code]Dans la classification Bus-DeMeo, Psyché est du type Xk, c'est-à-dire que son spectre est légèrement incurvé et concave vers le bas dans la gamme 0,4–2,5 μm, avec une faible caractéristique entre 0,8 et 1 µm[13]. Ce spectre indique que Psyché a une surface dominée par du fer-nickel métallique à grain relativement fin (20–50 μm), avec en moyenne 6 ± 1 % d'orthopyroxène pauvre en Fe et Ca[14],[15]. Les variations du spectre au cours de la rotation de l'astéroïde traduisent sans doute la variabilité du pourcentage d'orthopyroxène[4].
Une absorption particulière à 0,43 µm indique que la surface n'est pas uniquement constituée de métal et de pyroxène. Elle pourrait être due à la présence de clinopyroxène, de jarosite, de chlorite ou de serpentine riche en Mg. Il ne devrait pas y avoir d'olivine ni de minéraux hydratés, dont la présence à des niveaux significatifs se verrait dans le spectre.
La réflectance dans l'infrarouge moyen et dans l'ultraviolet est plus énigmatique et n'a pas reçu d'interprétation claire. Les conclusions précédentes, fondées sur la comparaison de la réflectance de la surface de Psyché avec celles de différents matériaux au laboratoire, sont de toute façon à prendre avec précaution, car des conclusions analogues se sont révélées fausses dans le cas de (21) Lutèce et de Mercure[4].
Caractéristiques de surface
[modifier | modifier le code]L'hémisphère nord de Psyché a été imagé grâce à SPHERE, l'imageur du Very Large Telescope. Ces observations ont relevé deux régions notables : une sombre proche de l'équateur et une brillante près du pôle. Ces deux régions semblent correspondre à des cratères, nommés officieusement Méroé (Meroe) et Panthia (Panthia), d'après les sorcières jumelles dans les Métamorphoses , le roman latin d'Apulée[16].
Intérieur
[modifier | modifier le code]Par conséquent, Psyché semble être un noyau métallique exposé issu d'un corps parent plus grand et différencié de quelque 500 kilomètres de diamètre, similaire à Vesta. Si Psyché est réellement issu d'un tel corps, il pourrait exister d'autres astéroïdes sur une orbite similaire issus de la même collision. Cependant, Psyché ne fait partie d'aucune famille d'astéroïdes identifiée. Une hypothèse est que la collision qui a formé Psyché a eu lieu très tôt dans l'histoire du système solaire, et tous les autres restes ont depuis été pulvérisés en fragments par des collisions ultérieures ou ont vu leur orbites perturbées au-delà de toute identification possible a posteriori. Toutefois, ce scénario est considéré comme ayant une probabilité d'1 % seulement. Une alternative est que Psyché a été malmené par des impacts, mais pas au point d'être détruit intégralement lors d'un impact catastrophique. En suivant cette hypothèse, il pourrait être un bon candidat pour être le corps parent des mésosidérites, une classe de météorites composées pour moitié de fer-nickel[17].
Psyché est suffisamment massif pour que ses perturbations gravitationnelles sur d'autres astéroïdes puissent être observées, ce qui permet une mesure de sa masse. Les données collectées par le satellite infrarouge IRAS lui attribuent un diamètre de 253 km[18], alors que les observations lors d'occultations en 2004 ont fourni cinq cordes transversales suggérant un profil de 214 × 181 km. D'autres estimations en 2006 et 2011, ont également suggéré une plus petite taille et donné lieu à une augmentation de sa densité estimée, de fait plus appropriée à un astéroïde métallique. Psyché semble avoir une surface assez régulière et est approximativement ellipsoïdal de forme. L'analyse des courbes de lumière a indiqué que les points polaires de Psyché ont pour coordonnées écliptiques (β, λ) = (-9°, 35°) ou (β, λ) = (-2°, 215°) avec une incertitude de 10°. Cela donne une inclinaison axiale de 95°[19].
Il est possible qu'au moins quelques exemples de météorites chondritiques de type E puissent provenir de cet astéroïde, comme l'attestent des résultats similaires d'analyse spectrale. Une seule occultation stellaire par Psyché a été observée jusqu'ici, depuis le Mexique le . Les variations de la luminosité de Psyché indiquent un corps non sphérique.
L'astéroïde abriterait une grande quantité d'or et de métaux précieux pour une valeur totale de près de 700 trillions de dollars[20],[21]. Cette valeur correspond au prix des métaux précieux au début 2020, multiplié par la quantité supposée contenue dans l'astéroïde[22].
Exploration
[modifier | modifier le code]Aucun engin spatial n'a encore visité Psyché, mais en 2014, une mission d'exploration a été proposée à la NASA. Une équipe dirigée par Lindy Elkins-Tanton, la directrice de l'École des sciences de la Terre et de l'espace à l'Université d'État de l'Arizona, a présenté le concept d'un orbiteur robotique de Psyché. Cette équipe a soutenu que Psyché serait un objet précieux à étudier car il s'agit du seul corps métallique semblable à un noyau découvert jusqu'à présent.
L'engin spatial orbiterait autour de Psyché pendant vingt mois, étudiant sa topographie, ses caractéristiques de surface, sa gravité, son magnétisme et d'autres caractéristiques. Construit selon des technologies éprouvées, il permettrait d'éviter un coût élevé et la nécessité de développer de nouvelles technologies. Le 30 septembre 2015, la mission a été l'une des cinq propositions de demi-finalistes du programme Discovery.
La mission a été approuvée par la NASA le 4 janvier 2017 et devait initialement être lancée en octobre 2023, avec une assistance gravitationnelle terrestre en 2024, un survol de Mars en 2025 et une arrivée sur l'astéroïde en 2030. En mai 2017, la date de lancement a été avancée pour cibler une trajectoire plus efficace, avec un lancement en 2022, une assistance gravitationnelle martienne en 2023 et une arrivée en 2026.
Le 28 février 2020, la NASA a attribué à SpaceX un contrat de 117 millions de dollars US pour lancer la sonde spatiale Psyché, ainsi que deux missions secondaires de petits satellites, au moyen d'une fusée Falcon Heavy. En septembre 2023, la mission devait être lancée au plus tôt le 5 octobre 2023, pour atteindre l'astéroïde en août 2029. Finalement, la sonde est lancée le 13 octobre 2023, pour une insertion en orbite autour de l'astéroïde en juillet 2029.
Références
[modifier | modifier le code]- IRAS
- (en) Lutz D. Schmadel, Dictionary of Minor Planet Names, Springer Science & Business Media, , 6e éd., 14-15 p. (ISBN 978-3-642-29718-2 et 3-642-29718-8, lire en ligne).
- (en) L. T. Elkins-Tanton, E. Asphaug, J. Bell, D. Bercovici, B. G. Bills et al. « Journey to a Metal World: Concept for a Discovery Mission to Psyche » () (Bibcode 2014LPI....45.1253E, lire en ligne, consulté le ) [PDF]
—45th Lunar and Planetary Science Conference
— « (ibid.) », dans LPI Contribution No. 1777, p. 1253. - (en) L. T. Elkins‐Tanton, E. Asphaug, J. F. Bell III, H. Bercovici et B. Bills, « Observations, Meteorites, and Models: A Preflight Assessment of the Composition and Formation of (16) Psyche », JGR Planets, vol. 125, no 3, , article no e2019JE006296 (DOI 10.1029/2019JE006296).
- (en) https://jpl.nasa.gov, « Psyche », sur NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) (consulté le )
- (en) https://www.jpl.nasa.gov/missions/psyche, « Lancement de la sonde Psyché », sur Psyche mission is a journey to a unique metal-rich asteroid orbiting the Sun between Mars and Jupiter. (consulté le )
- (en) https://www.jpl.nasa.gov/news/journey-to-a-metal-rich-world-nasas-psyche-is-ready-to-launch, « Parcours prévu de la sonde Psyché », sur Journey to a Metal-Rich World: NASA’s Psyche Is Ready to Launch (consulté le )
- (de) A. Sonntag, « Elemente und Ephemeride der Psyche », Astronomische Nachrichten, vol. 34, no 20, , p. 283 (DOI 10.1002/asna.18520342010, Bibcode 1852AN.....34..283., lire en ligne) :
« (in a footnote) Herr Professor de Gasparis schreibt mir, in Bezug auf den von ihm März 17 entdeckten neuen Planeten: "J'ai proposé, avec l'approbation de M. Hind, le nom de Psyché pour la nouvelle planète, ayant pour symbole une aile de papillon surmontée d'une étoile." »
- (en) James Hilton, « When Did the Asteroids Become Minor Planets? », sur U.S. Naval Observatory (consulté le )
- (en) A. Matter, M. Delbo, B. Carry et S. Ligori, « Evidence of a metal‐rich surface for the Asteroid (16) Psyche from interferometric observations in the thermal infrared », Icarus, vol. 226, no 1, , p. 419-427 (DOI 10.1016/j.icarus.2013.06.004).
- (en) Z. A. Landsman, J. P. Emery, H. Campins, J. Hanuš, L. F. Lim et D. P. Cruikshank, « Asteroid (16) Psyche: Evidence for a silicate regolith from spitzer space telescope spectroscopy », Icarus, vol. 304, , p. 58-73 (DOI 10.1016/j.icarus.2017.11.035).
- (en) M. K. Shepard, P. A. Taylor, M. C. Nolan, E. S. Howell, A. Springmann et al., « A radar survey of M‐ and X‐class asteroids. III. Insights into their composition, hydration state, & structure », Icarus, vol. 245,, , p. 38-55 (DOI 10.1016/j.icarus.2014.09.016).
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- Paul S. Hardersen, Michael J. Gaffey et Paul A. Abell, « Near-IR spectral evidence for the presence of iron-poor orthopyroxenes on the surfaces of six M-type asteroids », Icarus, vol. 175, no 1, , p. 141 (DOI 10.1016/j.icarus.2004.10.017, Bibcode 2005Icar..175..141H)
- Juan Sanchez, Vishnu Reddy, Michael K. Shepard, Cristina Thomas et Edward Cloutis « Compositional characterization of asteroid (16) Psyche » () (Bibcode 2016DPS....4832520S)
—DPS meeting #48 - M. Viikinkoski, P. Vernazza, J. Hanuš, H. Le Coroller, K. Tazhenova et B. Carry, « (16) Psyche: A mesosiderite-like asteroid? », Astronomy & Astrophysics, vol. 619, no L3, (DOI 10.1051/0004-6361/201834091, Bibcode 2018DPS....5040408M, arXiv 1810.02771, lire en ligne)
- (en) D. R. Davis, Paolo Farinella et M. Francesco, « The Missing Psyche Family: Collisionally Eroded or Never Formed? », Icarus, vol. 137, no 1, , p. 140 (DOI 10.1006/icar.1998.6037, Bibcode 1999Icar..137..140D).
- (en) « Occultation of TYC 5783-01228-1 by (16) Psyche 2004 May 16 », Royal Astronomical Society of New Zealand, Occultation Section (consulté le )
- M. Kaasalainen et al., « Models of Twenty Asteroids from Photometric Data », Icarus, vol. 159, no 2, , p. 369 (DOI 10.1006/icar.2002.6907, Bibcode 2002Icar..159..369K, lire en ligne [archive du ], consulté le )
- « La NASA va explorer un astéroïde composé d'or et de métaux précieux », sur Maxisciences, (consulté le )
- « That Giant Asteroid of Gold Won’t Make Us Richer », sur www.bloomberg.com (consulté le )
- (en-US) Al Root, « The Most Valuable Thing In the Solar System Is a $700 Quintillion Asteroid. Except It Isn’t. », sur www.barrons.com (consulté le )
Voir aussi
[modifier | modifier le code]Bibliographie
[modifier | modifier le code]- (en) L.T. Elkins-Tanton et al., « The discovery science of asteroid (16) Psyche », 46th Lunar and Planetary Science Conference, , p. 1-2 (lire en ligne)
- (en) Saverio Cambioni, Katherine de Kleer et Michael Shepard, « The Heterogeneous Surface of Asteroid (16) Psyche », JGR Planets, vol. 127, no 6, , article no e2021JE007091 (DOI 10.1029/2021JE007091, lire en ligne
, consulté le )
Articles connexes
[modifier | modifier le code]Liens externes
[modifier | modifier le code]- (en) Caractéristiques et simulation d'orbite de 16 dans la JPL Small-Body Database.
- (en) Minor Planet Center database
