El planeta enano Vesta sirve como ventana al sistema solar primitivo


El planeta enano Vesta está ayudando a los científicos a comprender mejor la era más temprana en la formación de nuestro sistema solar. Dos artículos recientes que involucran a científicos de la Universidad de California, Davis, usan datos de meteoritos derivados de Vesta para resolver el “problema del manto faltante” y hacer retroceder nuestro conocimiento del sistema solar a solo un par de millones de años después de que comenzó a formarse. Los artículos fueron publicados en Nature Communications el 14 de septiembre y Nature Astronomy el 30 de septiembre.

Mientras la nave espacial Dawn de la NASA viaja a su próximo destino, este mosaico sintetiza algunas de las mejores vistas que tuvo la nave espacial del asteroide gigante Vesta. Dawn estudió a Vesta desde julio de 2011 hasta septiembre de 2012. La imponente montaña en el polo sur, más del doble de la altura del Monte Everest, es visible en la parte inferior de la imagen. El conjunto de tres cráteres conocido como el “muñeco de nieve” se puede ver en la parte superior izquierda. Créditos: NASA.


Vesta es el segundo cuerpo más grande del cinturón de asteroides con 500 kilómetros de diámetro. Es lo suficientemente grande como para haber evolucionado de la misma manera que los cuerpos terrestres rocosos como la Tierra, la Luna y Marte. Al principio, se trataba de bolas de roca fundida calentadas por colisiones. El hierro y los siderófilos, o elementos “amantes del hierro” como el renio, osmio, iridio, platino y paladio, se hundieron hasta el centro para formar un núcleo metálico, dejando el manto pobre en estos elementos. A medida que el planeta se enfrió, se formó una fina corteza sólida sobre el manto. Más tarde, los meteoritos llevaron hierro y otros elementos a la corteza.

La mayor parte de la masa de un planeta como la Tierra es manto. Pero las rocas de tipo manto son raras entre los asteroides y meteoritos.

“Si miramos los meteoritos, tenemos material del núcleo, tenemos corteza, pero no vemos el manto”, dijo Qing-Zhu Yin, profesor de ciencias terrestres y planetarias en la Facultad de Letras y Ciencias de UC Davis. Los científicos planetarios han llamado a esto el “problema del manto faltante”.

En el reciente artículo de Nature Communications, los estudiantes graduados de Yin y UC Davis Supratim Dey y Audrey Miller trabajaron con el primer autor Zoltan Vaci en la Universidad de Nuevo México para describir tres meteoritos recientemente descubiertos que incluyen roca del manto, llamados ultramáficos, que incluyen olivino mineral como un componente importante. El equipo de UC Davis contribuyó con un análisis preciso de los isótopos, creando una huella digital que les permitió identificar los meteoritos como provenientes de Vesta o un cuerpo muy similar.

Las mediciones precisas de los isótopos de oxígeno y cromo permiten a los investigadores de UC Davis identificar los meteoritos NWA12217, 12562 y 12319 como provenientes de Vesta. Crédito: Qing-Zhu Yin, UC Davis

“Esta es la primera vez que hemos podido tomar muestras del manto de Vesta”, dijo Yin. La misión Dawn de la NASA observó de forma remota rocas del cráter de impacto más grande del polo sur en Vesta en 2011, pero no encontró la roca del manto.

Sondando el sistema solar temprano

Debido a que es tan pequeño, Vesta formó una corteza sólida mucho antes que los cuerpos más grandes como la Tierra, la Luna y Marte. Entonces, los elementos siderófilos que se acumularon en su corteza y manto forman un registro del sistema solar muy temprano después de la formación del núcleo. Con el tiempo, las colisiones han roto Vesta en pedazos que a veces caen a la Tierra en forma de meteoritos.
El laboratorio de Yin en UC Davis había colaborado previamente con un equipo internacional que buscaba elementos en la corteza lunar para sondear el sistema solar temprano. En el segundo artículo, publicado en Nature Astronomy, Meng-Hua Zhu en la Universidad de Ciencia y Tecnología de Macao, Yin y sus colegas ampliaron este trabajo utilizando Vesta.

“Debido a que Vesta se formó muy temprano, es una buena plantilla para observar la historia completa del Sistema Solar”, dijo Yin. “Esto nos hace retroceder a dos millones de años después del comienzo de la formación del sistema solar”.

Se pensaba que Vesta y los planetas interiores más grandes podrían haber obtenido gran parte de su material del cinturón de asteroides. Pero un hallazgo clave del estudio fue que los planetas internos (Mercurio, Venus, la Tierra y la luna, Marte y los planetas enanos internos) obtuvieron la mayor parte de su masa al chocar y fusionarse con otros cuerpos grandes y fundidos al principio del sistema solar. El cinturón de asteroides en sí mismo representa el material sobrante de la formación de planetas, pero no contribuyó mucho a los mundos más grandes.

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