在被发现约200年后，主带小行星16号“赛姬”（Psyche）的形成与成分仍是行星科学的重要未解问题。该天体位于火星与木星之间的小行星主带，是主带中质量排名第十的小行星，也是目前已知最大的金属质小行星，直径约140英里。

美国宇航局（NASA）的“赛姬”探测任务计划于2029年抵达目标天体，以进一步厘清其起源。围绕“赛姬”的形成，学界提出多种解释：它可能是早期行星的残留构件，在剧烈碰撞中被撕裂；也可能曾发生分层并在后续事件中失去岩石外幔，留下类似“裸露核心”的碎片。另一些假说则认为，“赛姬”可能本就富含金属，或在反复撞击其他小行星后形成岩石与金属混合的结构。不同情景对早期太阳系行星形成过程的含义并不相同。

为检验这些竞争性假设，亚利桑那大学月球与行星实验室研究人员开展数值模拟，重点分析“赛姬”北极附近一处大型陨坑在不同内部结构条件下的形成方式。相关研究发表于《JGR行星》（JGR Planets），研究团队表示，其结果旨在为NASA“赛姬”任务未来获取的数据提供可检验的对照预测。

论文第一作者、月球与行星实验室博士生Namya Baijal指出，大型撞击盆地或陨坑能够挖掘更深层物质，从而为天体内部构成提供线索。研究团队通过模拟“赛姬”最大陨坑之一的形成过程，尝试在航天器抵达前给出关于整体成分的可验证预测。

研究人员在模拟中强调了孔隙率的重要性，即小行星内部空隙的多少。Baijal表示，孔隙率由于难以纳入模型而常被忽视，但模拟结果显示，它会显著影响撞击过程与陨坑形态：当目标天体更为多孔时，更容易被压碎，撞击能量被更有效吸收，陨坑可能更深更陡，同时喷出物在表面的分布也会减少。

研究团队在工作中测试了两种主要内部结构设想：其一为分层结构，包含金属核心与较薄的岩石地幔，可能由剧烈碰撞剥离外层后形成；其二为金属与硅酸盐较为均匀的混合体，可能由更强烈的撞击混合作用产生，类似地球上发现的一些富金属陨石所反映的物质组合。

研究人员基于望远镜观测得到的“赛姬”最佳形状模型建立三维目标体，并模拟一处约30英里宽、3英里深的特定凹陷的形成过程。模拟采用主带小行星典型撞击速度，约每秒3英里。团队通过调整虚拟撞击体大小，并分别在两种内部结构模型下运行计算，以判断何种条件能够重现该陨坑的已知尺度与特征。

Baijal称，模拟显示约3英里宽的撞击体可形成尺寸匹配的陨坑；同时，陨坑形成过程与两种成分假设均能相容，但在陨坑形状细节与喷出物分布上存在差异。研究团队认为，未来可将这些差异与航天器观测进行对比，以进一步判断“赛姬”内部更接近岩石与金属分层，还是混合堆积的结构。

该研究合著者、月球与行星实验室教授Erik Asphaug将这一研究思路比作在废弃披萨店中通过遗留物推断制作过程。他表示，人类难以直接探测地球、火星或金星的核心，但或许能够通过研究早期小行星的内部结构获得线索；如果“赛姬”确为“裸露的行星核心”，将为理解行星形成的剧烈阶段提供独特窗口。

研究团队还指出，NASA“赛姬”号航天器将搭载用于研究小行星表面、引力场、磁场与成分的仪器。除陨坑形态外，本次模拟也提出了其他可观测特征的预测，包括撞击压缩导致的内部密度变化，以及金属富集碎片在表面的分布模式。合著者、博士后研究员Adeene Denton表示，通过对形状、孔隙率与成分进行更严谨的处理，这项工作在模拟此类独特小行星撞击方面迈出关键一步。

Asphaug称，待航天器抵达后，团队中的地球化学、地质与建模研究人员将围绕同一目标共同解读观测结果，而此次研究希望为后续数据分析“提前一步”提供参照框架。