InSight de la NASA escucha sus primeros impactos de meteoritos en Marte


El módulo de aterrizaje InSight Mars de la NASA detectó ondas sísmicas de cuatro rocas espaciales que se estrellaron en Marte en 2020 y 2021.

Estos no solo representan los primeros impactos detectados por el sismómetro de la nave espacial desde que InSight aterrizó en Marte en 2018, sino que también marcan la primera vez que se detectan ondas sísmicas y acústicas de un impacto en el planeta rojo, un desarrollo que brinda a los científicos una nueva manera de estudiar la corteza, el manto y el núcleo de Marte.

Un nuevo estudio publicado en Nature Geoscience, en el cual la profesora asistente (investigación) de Ciencias de la Tierra, Ambientales y Planetarias de la Universidad de Brown, Ingrid Daubar, es coautora, detalla los impactos, que oscilaron entre 53 y 180 millas de la ubicación de InSight, una región de Marte llamado Elysium Planitia.

«Fue súper emocionante», recordó Daubar sobre los impactos. «Mis imágenes favoritas son las de los propios cráteres. Después de tres años de esperar un impacto, esos cráteres se veían hermosos».

De los cuatro meteoroides confirmados, que es el término que se usa para las rocas espaciales antes de tocar el suelo, el primero que encontró el equipo hizo la entrada más dramática: entró en la atmósfera de Marte el 5 de septiembre de 2021 y explotó en al menos tres fragmentos. que cada uno dejó cráteres atrás.

Cuando el Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA sobrevoló el sitio de impacto estimado para confirmar la ubicación, usó su cámara de contexto en blanco y negro para revelar tres puntos oscuros en la superficie. Después de localizar estos puntos, el equipo del orbitador usó la cámara del Experimento científico de imágenes de alta resolución para obtener un primer plano en color de los cráteres. También hay audio de los impactos disponibles.

Después de analizar datos anteriores, se confirmó que ocurrieron otros tres impactos el 27 de mayo de 2020; 18 de febrero de 2021; y 31 de agosto de 2021.

«Tener una ubicación realmente precisa para la fuente de los impactos calibra todos los demás datos para la misión», dijo Daubar. «Esto valida las estimaciones que hemos hecho y nos permitirá hacerlo con mayor precisión… También nos dice mucho sobre el proceso de impacto en sí mismo y los resultados sísmicos. En realidad, nunca antes habíamos visto esto».

Los investigadores se han preguntado por qué no han detectado más impactos de meteoritos en Marte. El planeta rojo está al lado del cinturón principal de asteroides del sistema solar, que proporciona un amplio suministro de rocas espaciales para marcar la superficie del planeta. Debido a que la atmósfera de Marte es solo un 1% más gruesa que la de la Tierra, pasan más meteoroides a través de ella sin desintegrarse.

Además, el sismómetro de InSight ha detectado más de 1.300 «martemotos». Proporcionado por la agencia espacial de Francia, el Centre National d’Études Spatiales, el instrumento es tan sensible que puede detectar ondas sísmicas a miles de kilómetros de distancia. Pero el evento del 5 de septiembre de 2021 marca la primera vez que se detecta un impacto.

El equipo de InSight sospecha que otros impactos pueden haber sido oscurecidos por el ruido del viento o los cambios estacionales en la atmósfera. Ahora que se ha descubierto la firma sísmica distintiva de un impacto en Marte, los científicos esperan encontrar más escondidos dentro de los casi cuatro años de datos de InSight.

pasión planetaria

Para Daubar, quien además de su papel en Brown es científica investigadora en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA que lidera el Grupo de Trabajo de Cráteres de Impacto en la misión InSight, ve el potencial de los datos para permitir un mayor estudio de otros planetas, incluida la Tierra.

«En un sentido más amplio, la razón por la que estudiamos otros planetas es para comprender mejor nuestro propio planeta», dijo.

Daubar ha sido profesora asistente de ciencias planetarias en Brown durante tres años, pero su curiosidad cósmica se desarrolló mucho antes.

«Tuve la suerte de que mi escuela secundaria pública en East Lyme, Connecticut, tuviera un planetario», dijo Daubar. «Despertó mi interés por la astronomía y el espacio».

En la universidad, se especializó en astronomía en la Universidad de Cornell. Ella pasó a obtener un Ph.D. en ciencias planetarias en la Universidad de Arizona y se convirtió en científica investigadora del JPL.

«Me encantan los cráteres», dijo Daubar. «Creo que son uno de los procesos planetarios más emocionantes que podemos estudiar».

Daubar se encuentra entre varios cientos de científicos e ingenieros de todo el mundo que contribuyen a la misión InSight, dijo.

«Soy una persona visual y he trabajado mucho con las cámaras», dijo, «así que para mí, tener la evidencia visual de este fenómeno físico es realmente emocionante. De hecho, tenemos imágenes de ‘antes y después’. Es tan Me parece genial que la superficie de esta planta esté cambiando en este momento. No es un proceso geológico antiguo».

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Los datos de los impactos de meteoritos ofrecen varias pistas que ayudarán a los investigadores a comprender mejor a Marte.

«Tenemos toneladas de datos, lo cual es realmente emocionante para los científicos», dijo Daubar. «Hemos explorado mucho el planeta. Hay mucho que sabemos y mucho que no sabemos».

La mayoría de los terremotos son causados por rocas subterráneas que se agrietan por el calor y la presión. Estudiar cómo cambian las ondas sísmicas resultantes a medida que se mueven a través de diferentes materiales proporciona a los científicos una forma de estudiar la corteza, el manto y el núcleo de Marte.

Los cuatro impactos confirmados hasta el momento produjeron pequeños sismos de una magnitud no superior a 2,0. Eso no proporciona a los científicos una visión más profunda que la corteza marciana, mientras que las señales sísmicas de terremotos más grandes, como el temblor de magnitud 5 que ocurrió en mayo de 2022, pueden revelar detalles del manto y el núcleo del planeta.

«Estos impactos particulares son realmente pequeños y cercanos, no atravesaron el manto ni el núcleo», dijo Daubar. «Pero nos permite usar este conocimiento para todo el catálogo de eventos con una nueva comprensión de estos puntos de datos sobre la ubicación y la fuente».

Es importante destacar que los impactos serán críticos para refinar la línea de tiempo de Marte.

«Los impactos son los relojes del sistema solar», dijo Raphael Garcia, del Institut Supérieur de l’Aéronautique et de l’Espace en Toulouse, Francia, quien es el autor principal del estudio. «Necesitamos saber la tasa de impacto hoy para estimar la edad de diferentes superficies».

Los científicos pueden aproximarse a la edad de la superficie de un planeta contando sus cráteres de impacto. En Marte, la superficie ha tenido más tiempo para acumular cráteres de impacto de varios tamaños porque el planeta carece del movimiento de placas tectónicas y el vulcanismo activo que renueva constantemente la superficie, como ocurre en la Tierra. Al calibrar los modelos estadísticos en función de la frecuencia con la que ven impactos ahora, los científicos pueden estimar cuántos impactos más ocurrieron antes en la historia del sistema solar.

«La sismología es una forma en que podemos saber qué hay dentro de un planeta», explicó Daubar. «La misión InSight es la primera misión que estudia realmente el interior del planeta».

Los datos de InSight, en combinación con las imágenes orbitales, se pueden utilizar para reconstruir la trayectoria de un meteoroide y el tamaño de su onda de choque. Cada meteoroide crea una onda de choque cuando golpea la atmósfera y una explosión cuando golpea el suelo. Estos eventos envían ondas de sonido a través de la atmósfera. Cuanto más grande es la explosión, más inclina el suelo esta onda de sonido cuando llega a InSight. El sismómetro del módulo de aterrizaje es lo suficientemente sensible como para medir cuánto se inclina el suelo ante tal evento y en qué dirección.

«Estamos aprendiendo más sobre el proceso de impacto en sí mismo», dijo García. «Ahora podemos hacer coincidir diferentes tamaños de cráteres con ondas sísmicas y acústicas específicas».

Con información de Nature Geoscience

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