Cuando la nave espacial OSIRIS-REx de la NASA recolectó muestras de la superficie del asteroide Bennu en 2020, las fuerzas medidas durante la interacción proporcionaron a los científicos una prueba directa de las propiedades físicas cercanas al subsuelo poco conocidas de los asteroides de escombros. Ahora, un estudio dirigido por el Southwest Research Institute ha caracterizado la capa justo debajo de la superficie del asteroide como compuesta de fragmentos de roca débilmente unidos que contienen el doble de espacio vacío que el asteroide en general.
“La baja gravedad de los asteroides de pila de escombros como Bennu debilita su superficie cercana al no comprimir las capas superiores, lo que minimiza la influencia de la cohesión de las partículas”, dijo el Dr. Kevin Walsh de SwRI, autor principal de un artículo sobre esta investigación publicado en el revista Science Advances. “Llegamos a la conclusión de que una capa subterránea de baja densidad y débilmente unida debería ser una propiedad global de Bennu, no solo localizada en el punto de contacto”.
De acuerdo con su designación como un “asteroide de pila de escombros”, Bennu es una colección esferoidal de fragmentos de roca y escombros de 1.700 pies de diámetro y unidos por la gravedad. Se cree que se formó después de una colisión que involucró a un objeto más grande del cinturón principal de asteroides. Las rocas están esparcidas por su superficie llena de cráteres, lo que indica que ha tenido una existencia agitada desde que fue liberado de su asteroide padre mucho más grande hace algunos millones o miles de millones de años.
El objetivo de la misión OSIRIS-REx (Orígenes, Interpretación Espectral, Identificación de Recursos y Seguridad–Regolith Explorer) es recolectar y devolver al menos 60 gramos de material de superficie de Bennu y entregarlo a la Tierra en 2023. Las actividades de recolección de muestras proporcionaron información adicional perspectivas.
Según Walsh, los investigadores involucrados en la misión OSIRIS-REx han medido hasta ahora las propiedades térmicas y los cráteres de Bennu para estimar la fuerza y la porosidad de las partículas discretas de los asteroides amontonados en escombros. El conjunto de partículas (o regolito) en la superficie de un asteroide que controla e influye en la evolución a largo plazo no se ha investigado directamente hasta ahora.
Antes, durante y después del evento de muestreo, la Cámara de Verificación de Adquisición de Muestras (SamCam) de OSIRIS-REx Camera Suite capturó imágenes observando el brazo robótico del Mecanismo de Adquisición de Muestras Touch-and-Go (TAGSAM).
“Las imágenes de SamCam que muestran el momento del contacto muestran que el contacto causó una perturbación considerable en el sitio de la muestra”, dijo el Dr. Ron Ballouz, coautor del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins. “Casi todas las partículas visibles se mueven o reorientan en todos los puntos a lo largo de la circunferencia de TAGSAM, hasta un radio de 15 pulgadas”.
Estas imágenes de SamCam mostraron que la fuerza descendente de TAGSAM levantó una roca de casi 16 pulgadas. Aunque lo suficientemente fuerte como para resistir la rotura, la roca se reorientó y pequeños escombros salieron de su superficie. La movilidad de estas partículas de escala milimétrica bajo fuerzas relativamente débiles sugiere una unión cohesiva mínima con la superficie de la roca más grande.
Los científicos han teorizado que el tamaño medio de las partículas de regolito aumenta a medida que disminuye el tamaño de los asteroides, porque los cuerpos más grandes retienen materiales más pequeños debido a una mayor gravedad superficial. Luego, el equipo comparó a Bennu con asteroides de pila de escombros similares.
“Descubrimos una dicotomía entre las superficies rugosas cubiertas de rocas de Bennu y Ryugu versus Itokawa, que incluye estanques de partículas más pequeñas en el 20% de su superficie”, dijo Walsh. “Esto podría tener varias explicaciones, incluido que la superficie cercana de este último se ha comprimido lo suficiente como para frustrar que estas micropartículas se filtren hacia el interior o quizás los depósitos granulares son capas subterráneas reveladas por una reciente reorganización disruptiva del cuerpo”.
Un artículo complementario en la revista Science, en coautoría con Walsh, caracterizó el cráter elíptico de 30 pies de largo excavado por el brazo TAGSAM cuando recolectó la muestra. El evento movilizó rocas y polvo en una columna de escombros, exponiendo material que era más oscuro, más rojo y más abundante en partículas finas que la superficie original. La densidad aparente del material del subsuelo desplazado es aproximadamente la mitad de la del asteroide en su conjunto.
