(16) Psyché

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<ref name='mission'>Modèle:Lien conférence.</ref>. Les données acquises dans les années 2010 ont permis d'estimer sa masse volumique à Modèle:Unité, 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 %<ref name="Elkins‐Tanton2020">Modèle:Article.</ref>.

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<ref>Modèle:Lien web</ref>. Au moment du lancement de la sonde (2023-10-13<ref>Modèle:Lien web</ref>), la NASA précise qu'en 2026 la sonde utilisera une fronde gravitationnelle autour de mars afin d'accroître sa vitesse et d'économiser du « carburant », pour se placer en orbite autour de l'astéroïde en 2029 où elle orbitera pendant 26 mois à différentes latitudes<ref>Modèle:Lien web</ref>.

Symbole

Les quinze premiers astéroïdes découverts se sont vu attribuer des symboles par les astronomes, cela permettant leur notation abrégée. Conformément à cet usage, Psyché s'est donc vu attribuer un symbole iconique, pareillement à plusieurs autres astéroïdes découverts au fil des années qui suivirent. Ce symbole, Fichier:Psyche symbol (fixed width).svg, représentant l'aile d'un papillon, symbole de l'âme (Psyché est le mot grec pour « âme »), surmonté d'une étoile<ref name=an-34-psyche>Modèle:Article</ref>. En 1851, l'astronome allemand Johann Franz Encke suggéra d'utiliser un numéro entouré d'un cercle, et (16) Psyché fut ainsi le premier astéroïde nouvellement découvert, à être désigné en utilisant la nouvelle convention. Ce fut par l'astronome américain James Ferguson qui publia ses observations en 1852<ref>Modèle:Lien web</ref>.

Caractéristiques

Forme et volume

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 (Modèle:Tunité), pour un volume de Modèle:Unité<ref name="Elkins‐Tanton2020" />.

Masse

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 Modèle:Unité en 2010, puis à Modèle:Unité en 2012, ensuite les estimations ont convergé, aboutissant à Modèle:Unité en 2017<ref name="Elkins‐Tanton2020" />.

Masse volumique

Les estimations de la masse volumique de (16) Psyché ont beaucoup fluctué, en suivant celles du volume et surtout de la masse : de Modèle:Unité. En 2020 la meilleure estimation est de Modèle:Unité. 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 : Modèle:Unité), elle est même plus petite que celles des sidérolithes (Modèle:Unité). Elle est en revanche compatible avec la borne supérieure de celles des chondrites sans porosité, qu'elles soient ordinaires (Modèle:Unité), à enstatite (Modèle:Unité) ou (excepté les bencubbinites) carbonées (Modèle:Unité). 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 être réalisée par diverses proportions de métal, de silicates et de vide<ref name="Elkins‐Tanton2020" />.

Effusivité thermique

Deux études de 2013<ref>Modèle:Article.</ref> et 2018<ref>Modèle:Article.</ref> ont obtenu pour l'effusivité thermique des résultats contradictoires : Modèle:Unité et Modèle:Unité. 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

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 Modèle:Unité<ref>Modèle:Article.</ref>, donc assez élevée et indicative d'une forte proportion de métal. Elle n'est pas la même en différents points de la surface, la moyenne de la face visible variant entre Modèle:Unité au cours de la rotation. Cette variation est plausiblement due à des variations géographiques de la proportion de métal<ref name="Elkins‐Tanton2020" />.

Réflectance optique

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 Modèle:Unité, avec une faible caractéristique entre Modèle:Unité<ref>Modèle:Article.</ref>. Ce spectre indique que Psyché a une surface dominée par du fer-nickel métallique à grain relativement fin (Modèle:Unité), avec en moyenne Modèle:Unité d'orthopyroxène pauvre en Fe et Ca<ref name="Hardersen05">Modèle:Article</ref>^,<ref name=Sanzes2016>Modèle:Lien conférence</ref>. Les variations du spectre au cours de la rotation de l'astéroïde traduisent sans doute la variabilité du pourcentage d'orthopyroxène<ref name="Elkins‐Tanton2020"/>.

Une absorption particulière à Modèle:Unité 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<ref name="Elkins‐Tanton2020"/>.

Caractéristiques de surface

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<ref name="HARISSA">Modèle:Article</ref>.

Intérieur

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<ref name=Davis1999>Modèle:Article.</ref>.

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<ref name="RASNZ">Modèle:Lien web</ref>, 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°<ref name="Kaasalainen02">Modèle:Article</ref>.

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 Modèle:Date. 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<ref>Modèle:Lien web</ref>^,<ref>Modèle:Lien web</ref>. Cette valeur correspond au prix des métaux précieux multiplié par la quantité supposée contenue dans l'astéroïde<ref>Modèle:Lien web</ref>.

Exploration

Modèle:Article détailléAucun engin spatial n'a visité Psyché, mais en 2014, une mission vers Psyché 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 un concept pour 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 20 mois, étudiant sa topographie, ses caractéristiques de surface, sa gravité, son magnétisme et d'autres caractéristiques et serait basé sur la technologie actuelle, évitant ainsi un coût élevé et la nécessité de développer de nouvelles technologies. Le 30 septembre 2015, la mission orbiter Psyche 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, sur une fusée Falcon Heavy. En septembre 2023, la mission devrait être lancée au plus tôt le 5 octobre 2023, pour atteindre l'astéroïde en août 2029

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