4,5 miljarder år sedan i det våldsamma, höghastighetsmiljö i det tidiga solsystemet, en protoplanet ungefär lika stor som Mars var inblandad i en serie häftiga kollisioner med andra stora planetkroppar.

Ett antal kraftfulla nedslag berövade planeten dess steniga mantel, lämnar en exponerad nickel-järnkärna. Efter ytterligare slag, brytbara metallbitar slängdes ut i rymden – slutdestinationen för vissa skulle vara jorden.

Detta, forskare tror, är berättelsen om Psyche. Nu en kall metallvärld i asteroidbältet mellan Mars och Jupiter, asteroiden – uppkallad efter den grekiska själsgudinnan – erbjuder en unik vision av den våldsamma historien om kollisioner och ackretion som skapade de jordiska planeterna.

Forskning publicerad i Earth and Planetary Science Letters har hjälpt till att säkra $450 miljoner av NASA-finansiering för en satellit som djärvt kan gå dit ingen satellit har varit tidigare; på uppdrag till Psyche.

Studien, ledd av en fellow vid St John's College, Cambridge, Dr James Bryson, avslöjar de dolda magnetiska meddelandena i en sällsynt grupp metallmeteoriter som forskare tror är från Psyche. Resultaten tyder på att Psyche hade ett starkt och instabilt magnetfält och stödjer hypotesen att asteroiden är en exponerad planetkärna som svalnade snabbt på grund av frånvaron av en stenig mantel. Dessa slutsatser om Psyche, nått i laboratoriet, kommer nu att testas av ett eponymiskt uppdrag till yttre rymden.

Psyche-satelliten kommer att kretsa runt asteroiden medan den samlar in data. Om det visar sig vara korrekt, ett pan-institutionellt team av forskare ledda av professor Lindy Elkins-Tanton från Arizona State University, kommer att ha möjlighet att direkt mäta en metallisk kärna som de som ligger på otillgängliga djup och förhållanden inom de jordiska planeterna, inklusive jorden. Att utforska denna okända värld kommer att ge forskare en anmärkningsvärd insikt i byggstenarna för planetbildning och kommer att göra det möjligt för forskare och allmänheten att se, för första gången, en värld gjord av metall snarare än is, sten eller gas.

Studiet av magnetiska meddelanden i meteoriter kan ge viktig information om deras moderkropp. Som en hårddisk, meteoriter lagrar magnetisk information och kan avslöja om föremålet de kom ifrån genererade ett magnetfält och i så fall hur det fältet såg ut.

När det gäller Psyche, att ta reda på det magnetiska fält som det en gång genererade skulle göra det möjligt för forskare att dra viktiga slutsatser om dess egenskaper och bildning, som hur och med vilken hastighet det kyldes och stelnade.

Ledtrådarna som finns i metallrika meteoriter, dock, ansågs vara omöjliga att tyda. Det beror på att metallmeteoriter i första hand är gjorda av stora järnbitar - ett material med dåligt magnetiskt minne som ingenjörer skulle undvika när de bygger en dator.

Detta förändrades när han under sin doktorsexamen, Bryson utvecklade en banbrytande detaljerad bildteknik för att läsa det dolda magnetiska minnet hos metallmeteoriter. "Efter att ha utvecklat tekniken, Jag pratade om mitt arbete på en konferens förra året när jag blev kontaktad av medlemmar i Psyche-teamet. De hade en grupp meteoriter som troddes vara från Psyche på grund av deras elementära sammansättning och hastigheten med vilken de hade svalnat. De bad mig analysera dem i labbet för att se vad de kunde berätta om asteroiden, sa Bryson.

Gömd i meteoriternas järnmassa, Bryson identifierade små partiklar av en metall som kallas tetrataenit. Detta material är magnetiskt mycket stabilare än järn och kan hålla ett magnetiskt minne som går tillbaka miljarder år. Att läsa av tetrataeniten var en utmaning eftersom partiklarna mätte mellan 10-100 nanometer (en nanometer är en miljarddels meter). Dock, använder en stor ring av magneter som kallas en synkrotron som skjuter runt elektroner med nära ljusets hastighet, Bryson kunde producera intensiva strålar av röntgenstrålar som gjorde att han kunde avbilda partiklarna och mäta magnetiseringen i nanoskala av den meteoriska metallen.

Dessutom, Bryson utförde sedan mer konventionella mätningar av magnetismen hos små stenbitar som finns i några av meteoriterna med hjälp av en magnetometer.

Resultaten överensstämde med teorin att Psyche är en exponerad metallkärna eftersom de antyder att asteroiden kyldes mycket snabbt, något forskare förväntar sig att observera i en kärna utan dess skyddande mantel. Meteoriterna innehöll minnet av ett intensivt magnetfält, mycket starkare än jordens. Planetära magnetiska fält alstras av strömmande rörelser av flytande metaller i en planets kärna som leder elektricitet och har en elektrisk laddning. Snabbare kylning genererar starka konvektionsströmmar som driver vätskekärnan att virvla snabbare och producera ett kraftfullare magnetfält.

De hemligheter som meteoriterna gav upp antydde också att Psyches magnetfält var flyktigt, en annan egenskap som överensstämmer med snabb kylning. När det finns en kraftig flytande metallrörelse i en kärna orsakad av snabb avkylning är positionerna för magnetiska nord och magnetiska söder instabila och kan växla. Meteoriterna innehöll ett register över att magnetiseras i olika riktningar vid olika tidpunkter, vilket stöder tanken att Psyches magnetfält växlade i sin polaritet.

Bevis från meteoriterna tyder också på att, till skillnad från den avkylningsprocess som för närvarande pågår i jordens kärna, Psyket svalnade från utsidan och in. "I fallet med jordens kärna är det mycket tryck från berget i manteln ovanför vilket gör att dess centrum stelnar först. I frånvaro av en mantel, en kärna är mer sannolikt att börja stelna vid ytan. Detta är spännande eftersom vi aldrig har kunnat studera hur den här processen ser ut. Eftersom Psyche svalnade så snabbt, uppdraget erbjuder möjligheten att studera en hel livstid av planetarisk aktivitet", sa Bryson.

Under Psyche-uppdraget kommer en magnetometer som består av två identiska högkänsliga magnetfältssensorer att fästas på satelliten för att upptäcka och mäta det kvarvarande magnetfältet från asteroiden. Andra instrument kommer också att mäta Psyches gravitationsfält och elementarsammansättning.

Uppdraget, som valdes av NASA i januari 2017, är avsedd att lanseras i oktober 2023. Det kommer att ta sex år att resa till asteroiden med hjälp av sol-elektrisk framdrivning, anländer 2030. Väl där, satelliten kommer att kretsa runt metallvärlden i 12 månader, utföra sina operationer från fyra iscensättande banor och skicka en ström av bilder och data tillbaka till jorden. Satelliten kommer då att krascha in i Psyche, att få uppdraget till ett slut.