¿De qué están hechos los asteroides? Una muestra devuelta a la Tierra revela los componentes básicos del sistema solar


Hace poco más de 12 meses, estábamos sentados en Woomera, en el interior de Australia, esperando un rayo de luz en el cielo para testificar que la nave espacial Hayabusa2 había regresado de su viaje para recoger un pequeño trozo de un asteroide cercano a la Tierra llamado Ryugu. . Desafortunadamente para nosotros, estaba nublado en Woomera ese día y no vimos entrar la nave espacial.

Crédito: ISAS / JAXA, CC POR

Pero esa fue la única imperfección que vimos en la devolución. Encontramos y recuperamos Hayabusa2, se lo llevamos a Woomera, lo limpiamos y lo examinamos.

La cápsula de muestra se retiró de la nave espacial. Estaba en buen estado, no había excedido los 60 ℃ en el reingreso, y la cápsula traqueteó cuando se volteó, lo que sugiere que efectivamente teníamos una muestra sólida. Se había mantenido su vacío, lo que permitió recolectar los gases que se habían liberado de la muestra del asteroide, y se llevó a cabo un análisis preliminar de estos en Woomera.

Científicos preparando la cápsula de muestra para su análisis. Crédito: Trevor Ireland, proporcionado por el autor

Un año después, sabemos mucho más sobre esa muestra. El mes pasado, se publicaron tres artículos sobre el primer análisis de las muestras de Ryugu, incluido un artículo en Science esta semana sobre la relación entre el material visto en el asteroide y la muestra que regresó a la Tierra.

Estas observaciones abren una ventana a la formación del sistema solar y ayudan a aclarar un misterio de meteoritos que ha desconcertado a los científicos durante décadas.

Fragmentos frágiles

En total, la muestra pesa alrededor de 5 gramos, dividida entre los dos sitios de aterrizaje que fueron muestreados.

La primera muestra provino de la superficie expuesta de Ryugu. Para obtener la segunda muestra, la nave espacial disparó un pequeño disco al asteroide para crear un pequeño cráter, luego recolectó una muestra cerca del cráter con la esperanza de que esta segunda muestra contuviera material debajo de la superficie, protegido de la intemperie espacial.

El muestreo del aterrizaje fue grabado por cámaras de video a bordo del Hayabusa2. A través de un análisis detallado del video, hemos encontrado que las formas de las partículas expulsadas de Ryugu durante los aterrizajes son muy similares a las partículas recuperadas de la cápsula de muestra. Esto sugiere que ambas muestras son de hecho representativas de la superficie; la segunda también puede contener algún material del subsuelo, pero aún no lo sabemos.

De vuelta en el laboratorio, podemos ver que estas muestras son extremadamente frágiles y tienen una densidad muy baja, lo que indica que son bastante porosas. Tienen la constitución de la arcilla y se comportan como ella.

Las muestras de Ryugu también son de color muy oscuro. De hecho, son más oscuros que cualquier muestra de meteorito jamás recuperada. Las observaciones in situ en Ryugu también lo indicaron.

Un misterio de meteorito

El sistema solar está lleno de asteroides: trozos de roca mucho más pequeños que un planeta. Observando los asteroides a través de telescopios y analizando el espectro de luz que reflejan, podemos clasificar la mayoría de ellos en tres grupos: tipo C (que contienen mucho carbono), tipo M (que contienen muchos metales) y Tipo S (que contienen una gran cantidad de sílice).

Cuando la órbita de un asteroide lo lleva a colisionar con la Tierra, dependiendo de su tamaño, podemos verlo como un meteoro (una estrella fugaz) cruzando el cielo mientras se quema en la atmósfera. Si parte del asteroide sobrevive para llegar al suelo, es posible que encontremos el resto de la roca más tarde: estos se llaman meteoritos.

La mayoría de los asteroides que vemos orbitando alrededor del sol son del tipo C de color oscuro. Según su espectro, los tipos C parecen muy similares en composición a un tipo de meteorito llamado condrita carbonácea. Estos meteoritos son ricos en compuestos orgánicos y volátiles, como aminoácidos, y pueden haber sido la fuente de las proteínas de las semillas para hacer vida en la Tierra.

Sin embargo, mientras que alrededor del 75 por ciento de los asteroides son de tipo C, solo el 5 por ciento de los meteoritos son condritas carbonáceas. Hasta ahora esto ha sido un enigma: si los tipos C son tan comunes, ¿por qué no vemos sus restos como meteoritos en la Tierra?

Las observaciones y muestras de Ryugu han resuelto este misterio.

Las muestras de Ryugu (y presumiblemente los meteoritos de otros asteroides de tipo C) son demasiado frágiles para sobrevivir al entrar en la atmósfera de la Tierra. Si llegaran viajando a más de 15 kilómetros por segundo, lo que es típico de los meteoros, se romperían y quemarían mucho antes de llegar al suelo.

El amanecer del sistema solar

Pero las muestras de Ryugu son aún más intrigantes que eso. El material se asemeja a una rara subclase de condrita carbonácea llamada CI, donde C es carbonácea y la I se refiere al meteorito Ivuna encontrado en Tanzania en 1938.

La muestra traída a casa por Hayabusa2. Crédito: JAXA, proporcionado por el autor

Estos meteoritos son parte del clan de las condritas, pero tienen muy pocas de las partículas definitorias llamadas cóndrulos, granos redondos predominantemente de olivino aparentemente cristalizados a partir de gotas fundidas. Los meteoritos CI son oscuros, uniformes y de grano fino.

Estos meteoritos son únicos por estar formados por los mismos elementos que el sol, y en las mismas proporciones (además de los elementos que normalmente son gases). Creemos que esto se debe a que las condritas CI se formaron en la nube de polvo y gas que finalmente colapsó para formar el sol y el resto del sistema solar.

Pero a diferencia de las rocas en la Tierra, donde 4500 millones de años de procesamiento geológico han cambiado las proporciones de los elementos que vemos en la corteza, las condritas CI son en gran medida muestras prístinas de los componentes básicos planetarios de nuestro sistema solar.

La mayoría de las condritas carbonáceas (como el meteorito de Allende que se muestra aquí) contienen granos redondos característicos llamados cóndrulos. Crédito: Cosas brillantes / Wikimedia, CC BY

No se han recuperado más de 10 condritas CI en la Tierra, con un peso total conocido de menos de 20 kg. Estos objetos son más raros que las muestras de Marte en nuestras colecciones.

¿Cuáles son las posibilidades, entonces, de que el primer asteroide de tipo C que visitamos sea tan similar a uno de los tipos de meteoritos más raros?

Es probable que la rareza de estos meteoritos CI en la Tierra esté relacionada con su fragilidad. Les costaría mucho sobrevivir al viaje a través de la atmósfera, y si llegaban a la superficie, la primera tormenta los convertiría en charcos de lodo.

Las misiones de asteroides como Hayabusa2, su precursor Hayabusa y Osiris-REx de la NASA están llenando gradualmente algunos espacios en blanco en nuestro conocimiento de los asteroides. Al traer muestras a la Tierra, nos permiten mirar hacia atrás en la historia de estos objetos y en la formación del propio sistema solar.

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