Al jaren wringen wetenschappers zich in allerlei bochten om hun metingen en waarnemingen van planetoïde Psyche te kunnen verklaren. En één van de zo verkregen verklaringen wordt nu in een nieuwe studie weer van tafel geveegd.

Een planetoïde van staalwol: het klinkt misschien als sciencefiction. Maar sommige onderzoekers denken toch echt dat de planetoïde Psyche een staalwol-achtig binnenste heeft. Het zou de zo op het eerste gezicht lastig met elkaar te rijmen waarnemingen en metingen die we van de planetoïde hebben, goed kunnen verklaren. Maar toch is het, zo schrijven onderzoekers nu in het blad Geophysical Research Letters, zeer onwaarschijnlijk.

IJzer
De planetoïde Psyche houdt de gemoederen al geruime tijd bezig. Het object – dat zich in de planetoïdengordel tussen Mars en Jupiter bevindt – geeft namelijk nogal gemengde signalen af. Zo leiden onderzoekers uit het door de planetoïde gereflecteerde licht af dat het oppervlak vrijwel geheel uit metaal bestaat. En dat deed wetenschappers vermoeden dat we hier te maken hebben met het restant van een planetesimaal die tijdens de totstandkoming van ons zonnestelsel een rotsachtige korst en mantel had verkregen, maar die door een botsing met andere planetaire bouwblokken weer is kwijtgeraakt. In dat scenario zou Psyche dus eigenlijk een blootgevallen ijzeren kern zijn. En dat is heel interessant, omdat Psyche ons dan in staat zou stellen om zo’n kern – die bijvoorbeeld ook in het hart van onze aarde verstopt zit – eens uitgebreid en ongehinderd door een bovenliggende mantel en korst, te bestuderen.

Poreus
Er is echter één probleem: metingen van de massa en dichtheid van Psyche spreken het idee dat we hier met een massieve ijzeren bal te maken hebben, tegen. Zo kunnen onderzoekers uit de zwaartekracht die Psyche op naburige objecten uitoefent afleiden dat deze een veel lagere dichtheid heeft dan je van een 225 kilometer brede ijzeren bal zou verwachten. Het betekent dat als Psyche dan toch – zoals het oppervlak lijkt te suggereren – zo’n grote ijzeren bal is, deze wel heel poreus moet zijn. Een beetje zoals staalwol: deels metaal, deels lege ruimte.

Onwaarschijnlijk
Hoewel het afgaand op de waarnemingen en metingen zou kunnen, vegen wetenschappers de staalwol-theorie nu toch van tafel. De omstandigheden in het jonge zonnestelsel waren er niet naar om staalwol-achtige planetoïden te smeden, zo stellen ze. “Wat we in deze studie wilden doen, was zien of het mogelijk was voor een ijzeren object ter grootte van Psyche om die bijna 50 procent porositeit te behouden,” legt onderzoeker Fiona Nichols-Fleming. “En we ontdekten dat dat zeer onwaarschijnlijk was.”

Afkoelen
De onderzoekers creëerden voor de studie een computermodel dat beschreef hoe een groot en poreus ijzeren object zich door de tijd heen onder verschillende omstandigheden zou ontwikkelen. De simulaties wezen uit dat een ijzeren object ter grootte van Psyche alleen een staalwol-achtige porositeit kon behouden als het kort na zijn totstandkoming rap afkoelde. Zonder die afkoeling bleef het ijzer namelijk zodanig smeedbaar dat Psyche het met haar zwaartekracht naar zich toe kon trekken, waardoor de lege ruimtes ertussen werden opgeheven en het object dus een veel hogere dichtheid en lagere porositeit verkreeg. Maar afgaand op wat we op dit moment over de omstandigheden in het jonge zonnestelsel weten, is het zeer onaannemelijk dat een object ter grootte van Psyche in korte tijd voldoende kon afkoelen.

Inslag?
De studie veegt ook het idee dat Psyche enige tijd na haar totstandkoming – bijvoorbeeld door een grote inslag – poreuzer werd, van tafel. Want zo’n ingrijpende gebeurtenis zou de planetoïde ook flink hebben opgewarmd. En ook in zo’n scenario lagen de temperaturen zo hoog dat het ijzer smeedbaar werd en een eventuele door de inslag verkregen extra porositeit al snel weer door Psyches eigen zwaartekracht ongedaan werd gemaakt.

Sci-fi?
Als Psyche geen staalwol-achtige structuur heeft, wil dat dan zeggen dat staalwollen planetoïden echt sciencefiction zijn? Zeker niet, zo schrijven de onderzoekers in hun onderzoeksartikel. Kleinere ijzeren planetoïden kunnen misschien wel snel genoeg afkoelen om een hoge porositeit te behouden.

IJzervulkanen
Maar als Psyche geen staalwol-achtig binnenste heeft, hoe moeten we de waarnemingen en metingen die we van de planetoïde hebben dan verklaren? Afgaand op hun modellen vermoeden de onderzoekers dat de planetoïde een verborgen rotsachtige component heeft. Dat zou de relatief kleine dichtheid ook goed kunnen verklaren. Het roept echter weer wel de vraag op waarom het oppervlak vanaf de aarde gezien zo metaalrijk lijkt. De onderzoekers hebben daar wel ideeën over. Zo zou het bijvoorbeeld kunnen dat Psyche in beginsel een ijzeren kern met daarop een dunne rotsachtige mantel had die vervolgens door ijzer spuwende vulkanen weer met een metalen laag is afgedekt.

Meer onderzoek is nodig om de ware aard van Psyche bloot te leggen. Wat dat betreft, is er gelukkig goed nieuws: NASA stuurt later dit jaar een sonde naar de vreemde planetoïde toe. Deze sonde – die voor het gemak ook Psyche wordt genoemd – moet begin 2026 bij Psyche arriveren en uiteindelijk onthullen hoe de planetoïde in elkaar steekt.