16プシュケ(小惑星): 直径200km超の金属M型と発見の歴史
16プシュケ:直径200km超の金属M型小惑星の特徴・質量比と1852年発見の歴史、探査や資源利用の注目ポイントを分かりやすく解説
16 プシュケはメインベルト小惑星の中でも非常に大きく、直径は一般に約200〜250kmと見積もられており、多くの文献では約226kmとされることが多い。金属に富む
発見と命名の歴史
この小惑星は、1852年3月17日にアニバレ・デ・ガスパリスがナポリから発見し、古代ギリシャの神話に登場するギリシャの妖精プシュケにちなんで命名された。初期の小惑星には各々象形的な記号が与えられていたが、観測対象の増加に伴い扱いにくくなったため、1851年にJ.F.エンケが丸で囲んだ数字(例:(16))を用いる方式を提案し、以後この番号付け方式が標準となった。16 プシュケはこの新しい表記法で指定された初期の小惑星の一つである。
軌道と観測
16 プシュケは小惑星帯に属し、火星と木星の間を公転する典型的なメインベルト天体である。長年にわたる光度曲線観測、レーダー観測、分光観測、赤外線観測などの手法により、形状、回転、表面反射特性などが調べられてきた。これらの観測から、プシュケはやや不規則な形状をもち、表面反射率(アルベド)やレーダー反射率が高めであることが示され、金属成分の存在が示唆されている。
物理的・組成的特徴
分類上はM型に属し、鉄やニッケルを中心とした金属が豊富である可能性が指摘されている。しかし、スペクトルは必ずしも純粋な金属のみを示すものではなく、部分的にシリケート(岩石)や硫化物、また水和鉱物の痕跡が見られるとの報告もある。密度やレーダー反射率の推定から「かつて地球型惑星の核をなしていた大型天体の露出した金属核」であった可能性が議論される一方、金属リッチな組成を持つ原始的な小天体であったという別のシナリオも存在する。これらの違いを解き明かすことが、惑星形成や核分化(differentiation)の理解に重要である。
探査計画と科学的意義
16 プシュケは地球から詳細に調べられてきたものの、その起源や内部構造を確定するには限界があるため、直接探査の対象として特に注目されている。NASAの無人探査機「Psyche」ミッション(同名の宇宙機)が打ち上げられ、直接観測を行うことが予定されている(到着時期・ミッション詳細は各機関の発表に従うこと)。このような探査により、金属核の露出モデルの検証、表面鉱物や地形の詳細観測、磁場や質量分布の測定などが可能になり、惑星内部の進化過程を直接的に調べる貴重な機会となる。
観測上の注意点
- 直径・質量・密度などの数値は観測法や解析手法によりばらつきがあり、定数ではない。
- M型という分類はスペクトル特性に基づくもので、必ずしも完全な金属天体を意味するわけではない。
- 将来的な探査の成果によって、プシュケの成り立ちに関する現在の理解が大きく更新される可能性が高い。
以上の点から、16 プシュケは小惑星研究だけでなく、岩石惑星形成やコア形成の過程を直接知る手がかりとして学術的・探査的に非常に重要な天体である。
特徴
レーダー観測から、鉄・ニッケルでできていることがわかった。プシュケは、より大きく分化した母天体から金属コアが露出したケースと思われる。他のM型小惑星と異なり、表面には水や含水鉱物が存在する形跡がなく、金属天体であるとの解釈と一致する。少量の輝石が存在するようである。もしプシュケが大きな母天体の核の残骸であれば、同じような軌道を描く他の小惑星が期待できるかもしれない。しかし、プシュケはどの小惑星の系列にも属さない。一説には、この衝突は太陽系の歴史のごく初期に起こったもので、他の残骸はその後の衝突で破片になったり、軌道が乱されたりして、認識できないほどになってしまったと言われています。
プシュケは他の小惑星に与える摂動が測定できるほどの質量があるため、質量の測定が可能である。その密度は金属としてはかなり低く(小惑星としてはかなり一般的だが)、30〜40%というかなり高い空隙率を示している。
プシュケはかなり丸い表面を持ち、ほぼ楕円形をしているように見えます。最近の光度曲線解析から、その極は黄道座標 (β, λ) = (-9°, 35°) または (β, λ) = (-2°, 215°) のどちらかを向いており、10°の誤差があることが判明した。このことから、軸の傾きは95°となる。
プシュケによる恒星掩蔽は2回(2002年3月22日にメキシコから、2002年5月16日にも)確認されています。光度曲線の変化から非球形の天体であることがわかり、光度曲線やレーダーの結果と一致している。
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