Psyche

   Planetka Psyche (výslovnost buď řecky [psýché] nebo anglicky [psajkí]) obíhá kolem Slunce v Hlavním pásu asteroidů, jenž se rozkládá mezi dráhami Marsu a Jupiteru. Psyche je jedním ze zhruba třiceti asteroidů, které svými rozměry překonávají 200 km, zatímco z hlediska hmotnosti je dokonce jedenáctá nejtěžší v celém Pásu. 

NASA/ESA/Space.com/L.T. Elkins-Tanton/Karl Tate/Jan Dryák

   První objevované asteroidy dostávaly po vzoru planet astronomické symboly (piktogramy pro snadný zápis do astronomických tabulek). Psyche byla ovšem první, u níž se (na návrh slavného německého astronoma Johanna Franze Enckeho) prosadil zápis formou zakroužkovaného čísla dle pořadí objevu asteroidu. Celé jméno (16) Psyche nám tedy napovídá, že byla objevena jako šestnáctý "hvězdě podobný objekt" (=asteroid), který se ovšem mezi stálicemi pohybuje (tak jak to dělají planety), čehož si povšiml italský astronom Annibal de Gasparis 17. března 1852 při pozorování z Neapole. 

JRehling

   Díky měřením pomocí radaru víme, že povrch Psyche se skládá téměř výhradně z niklu a železa, což z tohoto dvou set kilometrového balvanu činí velmi lukrativní objekt. Známe sice kovové meteority tu a tam dopadající na zemský povrch, ale žádné metalické těleso jsme v jeho původním prostředí obíhajíc vesmírným prostorem dosud zblízka neviděli. Navíc s takto obřími rozměry jde suverénně o největší kovový objekt, ke kterému můžeme mít přístup. Třeba takové zemské jádro sice máme přímo pod nohama, ale provrtat se skrz tisíce kilometrů horniny a zemského pláště není ani zdaleka v našich technologických možnostech a ani v dohledné budoucnosti tomu tak nebude. Zato poměrně obstojně zvládáme posílat meziplanetární robotické průzkumníky ke vzdáleným světům. A právě Psyche je dost možná přeživším obnaženým kovovým jádrem světa, jehož vnější vrstvy byly v minulosti rozcupovány při kataklyzmatických srážkách v Pásu asteroidů. 

L.T. Elkins-Tanton

   Proto agentura NASA vybrala jako již čtrnáctou misi v rámci svého dlouhodobého projektu Discovery sondu právě k planetce Psyche. Na přístroji se začíná pracovat a matematici při propočtu orbitálních manévrů zjistili, že využitím dřívějšího startovního okna bude možné poslat robota po mnohem efektivnější přeletové  dráze, která zkrátí jeho cestu vesmírným prostorem o celé tři roky! Se startem se tedy nyní počítá v létě 2022 a k cíli by družice měla přiletět už v roce 2026, o čtyři roky dříve oproti původnímu plánu. 

NASA/JPL-Caltech/Arizona State Univ./Space Systems Loral/Peter Rubin

   Do té doby se však musíme spoléhat pouze na pozorování pozemními či kosmickými teleskopy. Již dávno známe orbitální parametry planetky Psyche: Jeden oběh kolem Slunce jí trvá necelých 5 let po lehce skloněné (3°) eliptické dráze 2,5× až 3,3× dále, než obíhá Země. 

Space.com/Karl Tate

   Protože asteroidy v Hlavním pásu na sebe gravitačně působí, můžeme z míry vzájemného ovlivňování jejich drah odhadovat jejich hmotnost. Pro Psyche tento odhad činí 2,27 × 10^19 kg (tedy necelých 23 zettagramů - například celá zemská atmosféra váží zhruba 5 zettagramů). Infračervené teleskopy poskytují odhad průměru planetky kolem 250 kilometrů. Z pozorování zákrytů hvězd vychází o něco menší rozměry 214×181 kilometrů. Nižší hodnoty dávají větší smysl, jelikož s přihlédnutím ke spektrálnímu typu asteroidu (M = metalický) a k již zmíněným radarovým měřením, která potvrzují železo-niklový povrch Psyche, očekáváme balvan složený převážně z kovů s vyšší hustotou. Ta se v současnosti udává 3,3 gramu na krychlový centimetr, což by odpovídalo složení 50% kovů a 50% lehčích materiálů. Jak asi bude takový svět vypadat? 

   Tyto umělecké představy ovšem nejsou založeny čistě jen na fantazii. Tím, jak planetka rotuje kolem vlastní osy, dochází k drobným periodickým změnám její jasnosti. Z této periodicity snadno odvodíme dobu jedné otočky - den na Psyche trvá 4 hodiny a 12 minut. Z pečlivé analýzy světelné křivky lze zjistit i pravděpodobnou orientaci rotační osy v prostoru. Z toho vychází sklon osy ke kolmici na rovinu oběhu na 95°. To by na Psyche způsobovalo extrémní roční období, kdy se na pólech střídá dva a půl roku temnoty a dva a půl roku světla. Další analýza průběhu změn jasnosti pak umožní vytvořit základní trojrozměrný model tvaru planetky. 

Astronomický ústav UK/Josef Ďurech/Vojtěch Sidorin

   Nyní přichází chvíle kombinovat získaná data, tím omezovat nejistoty jednotlivých měření a ujasňovat si představy o parametrech planetky. Následující obrázek vlevo kombinuje data ze zákrytů hvězd se zjištěnou orientací v prostoru, což upřesní tvar tělesa. Výsledek pak můžeme porovnat s vytvořeným 3D modelem (obrázek vpravo). 

M.K. Shepard et al. / Icarus 281 (2017) 388–403

   Povoláme na pomoc nejvýkonnější pozemní teleskopy pozorující ve viditelném světle a porovnáme odvozený tvar s prozatím nejlepšími dostupnými snímky planetky Psyche. 

M.K. Shepard et al. / Icarus 281 (2017) 388–403

   Dále můžeme přiřadit správně orientovaný model tvaru Psyche k jednotlivým radarovým snímkům získaným měřením Dopplerova posuvu. 

M.K. Shepard et al. / Icarus 281 (2017) 388–403

   A jelikož tvar Psyche známe nyní dostatečně přesně, poskytne nám správná aplikace radarových dat základní informace o topografii planetky čili převýšení v její krajině.

James Richardson (PSI)/Shepard et al. 2016

   Když do hry vstoupí i čarodějka spektroskopie, můžeme se začít bavit i o chemickém složení povrchu. Kovová a silikátová složka jsou z globálního hlediska dobře promíchány, což signalizují různé fáze pyroxenů detekované po celém povrchu. Přítomnost různých fází navíc podporuje představu, že Psyche je obnaženým jádrem dříve většího diferenciovaného tělesa. Olivín dle očekávání chybí, zato se na několika místech vyskytují tmavé minerály vázající vodu či hydroxyl (zeměpisné délky detekcí vyznačeny červenými tečkovanými čarami). 

Juan A. Sanchez et al. 2017

   Všechna tato dostupná data poskytují tak akorát dostatek informací, abychom mohli navrhnout a postavit kvalitní sondu s přístroji vybranými přímo na míru zkoumanému asteroidu. A přesně na tom nyní tým kolem Lindy Elkins-Tanton z univerzity v Arizoně pracuje. Sonda ponese multispektrální kameru s pečlivě vybranými filtry zaměřenou na mapování přesného rozložení konkrétních sloučenin. Dále gama a neutronový spektrometr schopný určovat zastoupení jednotlivých elementů povrchových i podpovrchových vrstev. Nebude chybět ani magnetometr, který bude pátrat po vlastním magnetickém poli planetky a celkově prozkoumá elektromagnetické prostředí kolem tak neobvyklého objektu, jakým velký kovový asteroid je. O zvážení Psyche a zmapování jejího gravitačního působení a tím i vnitřní struktury se postará komunikační anténa sondy, respektive její radiový signál, jehož jemné kolísání odhalí drobné změny v dráze sondy způsobené nepravidelnostmi v gravitačním poli.

Dokud ovšem družice Psyche neodstartuje a k planetce (16) Psyche nedoletí, zůstane tento objekt očekávanou neznámou ve 

výčtu těles Sluneční soustavy, která jsme zblízka navštívili nebo brzy navštívíme

ODKAZY A ZDROJE: 

 - Stránka o planetce (16) Psyche na Wikipedii 
 - Diskuze o Psyche na fóru UnmannedSpaceflight 
vědecké publikace: 
 - The discovery science of asteroid (16) Psyche 
 - On the bulk density of the M-type asteroid 16 Psyche 
 - Radar observations and shape model of asteroid (16) Psyche 

 - Detection of Water and / or Hydroxyl on Asteroid (16) Psyche 

 - Detection of Rotational Spectral Variation on the M-type asteroid (16) Psyche 
objev hydratovaných minerálů: 
 - Unexpected Discoveries on a Metal World 
 - Detection of Water on Asteroid Named Psyche 
 - Pure Metal Asteroid Has Mysterious Water Deposits 
průzkumná sonda: 
 - Psyche Asteroid Mission 
 - Psyche: Journey to a Metal World 
 - The Discovery Program Series: Psyche 
 - A mission to a metal world: The Psyche mission 
 - The Psyche Multispectral Imager: Characterizing the Geology, Topography and Composition of a Metallic World 
uspíšení mise: 
 - NASA Moves Up Mission to Metal Asteroid Psyche 
 - NASA Moves Up Launch of Psyche Mission to a Metal Asteroid