科學家們認為小行星Psyche可能是一個大的“純鐵球”，但是新的研究表明它很可能隱藏着岩石成分。根據布朗大學和普渡大學的研究人員的一項新研究，美國宇航局（NASA）計劃在2026年用航天器訪問的小行星16 Psyche，其蘊藏的重金屬可能比科學家所猜測的要少，而硬岩要多。
Psyche在火星和木星之間的小行星帶中圍繞太陽運行，是最大的M型小行星，其主要成分是鐵和鎳，而不是構成大多數其他小行星的硅酸鹽岩石。但是當從地球上看時，Psyche對其成分發出了混合信號。
它所反射的光線告訴科學家，其表面確實主要是金屬。這導致人們猜測，Psyche可能是一個原始行星體的暴露的鐵芯–它的岩石外殼和地幔在一次古老的碰撞中被炸掉了。然而，對Psyche的質量和密度的測量告訴研究人員一個不同的故事。它的引力對鄰近天體的拉扯方式表明，Psyche的密度遠遠低於一個巨大的鐵塊應該有的密度。因此，如果Psyche確實是全金屬的，它就必須是高度多孔的–有點像一個巨大的鋼絲棉球，其空隙和固體金屬的比例幾乎相等。
布朗大學的博士生、該研究的主要作者Fiona Nichols-Fleming說：“我們在這項研究中想做的是看看像Psyche這樣大小的鐵體是否有可能保持接近50%的孔隙率。我們發現，這是幾乎不可能的。”
為了進行進一步的研究，Nichols-Fleming與布朗大學的副教授Alex Evans以及普渡大學的教授Brandon Johnson和Michael Sori合作。該小組根據已知的金屬鐵的熱屬性建立了一個計算機模型，以估計一個大型鐵體的孔隙率將如何隨着時間的推移而演變。
該模型顯示，為了保持高度的多孔性，Psyche的內部溫度必須在其形成后不久冷卻到800開爾文以下。在高於這個溫度的情況下，鐵的延展性會非常好，Psyche自身的重力會使其內部的大部分孔隙坍塌。研究人員說，根據對早期太陽系條件的了解，像Psyche這樣大小的天體（直徑約為140英里）極不可能如此迅速地冷卻下來。
此外，任何可能在Psyche形成後為其增加孔隙的事件–例如一次巨大的撞擊–都可能將Psyche重新加熱到800K以上。
研究人員總結說，綜合來看，這些結果表明Psyche可能不是一個多孔的全鐵體。更有可能的是，它藏有一個隱藏的岩石成分，促使其密度下降。但是，如果Psyche確實有一個岩石成分，為什麼從地球上看它的表面看起來如此金屬化呢？研究人員說，有幾種可能的解釋。
其中一個可能性是“鐵火山”現象。研究人員說，有可能Psyche實際上是一個具有岩石地幔和鐵核心的分化體。但是廣泛的鐵火山活動可能已經將大量的Psyche的核心帶到了表面，在其岩石地幔上塗上了一層鐵塗層。Johnson和Evans之前的研究表明，鐵火山活動在Psyche這樣的天體上是可能的。
無論情況如何，科學家們很快就會對這顆神秘的小行星有一個更清晰的了解。今年晚些時候，NASA計劃發射一個航天器，在經過四年的小行星帶旅行后與Psyche會合。
Nichols-Fleming說：“這項任務令人激動，因為Psyche是一個如此怪異和神秘的東西。所以任務發現的任何東西都將是太陽系真正重要的新數據點。”