En los confines del Sistema Solar, una pequeña roca nos muestra cómo comienzan los planetas gigantes. Arrokoth, el mundo más lejano y más primordial jamás visitado por una nave espacial humana, ahora revela sus secretos en tres nuevos documentos.
Esos hallazgos podrían resolver un debate sobre cómo se forman los planetesimales, las pequeñas 'semillas' rocosas que crecen en planetas. Y el proceso parece ser mucho más suave de lo que se pensaba.
"Arrokoth es el objeto más distante, más primitivo y más prístino jamás explorado por la nave espacial, por lo que sabíamos que tendría una historia única que contar". dijo Alan Stern del Southwest Research Institute en Colorado y New Horizons Investigador Principal.
"Nos está enseñando cómo se formaron los planetesimales, y creemos que el resultado marca un avance significativo en la comprensión de la formación planetaria y planetaria en general".
Arrokoth anteriormente conocido como (486958) 2014 MU69 o Ultima Thule, fue visitado por la sonda New Horizons en Año nuevo el año pasado, en el cinturón de Kuiper.
A una asombrosa distancia promedio del Sol de 6.7 billones de kilómetros (4.1 billones de millas), y un período orbital de 293 años, Arrokoth es el objeto único más distante del Sistema Solar que hemos identificado.
Pero enviando New Horizons para verlo después el histórico sobrevuelo de Plutón en julio de 2015
En mayo del año pasado llegó la primera serie de papeles, que detalla los hallazgos iniciales de ese sobrevuelo, basado en solo el 10 por ciento de los datos que New Horizons aún transmitía a la Tierra.
Diferentes equipos de científicos descubrieron que Arrokoth fue una vez un objeto binario cuyas dos mitades se habían unido suavemente, aunque los procesos que condujeron a esto no estaban claros; que su superficie estaba ligeramente llena de cráteres; y que su superficie era predominantemente roja, aunque lo que creó ese color era desconocido.
Ahora, después de analizar 10 veces la cantidad de datos utilizados en esos documentos iniciales, algunas de esas preguntas han sido respondidas.
El primero de los tres documentos, del investigador de New Horizons William McKinnon de la Universidad de Washington en St. Louis y sus colegas, descubrió que los dos objetos en el binario Arrokoth se formaron realmente juntos.
Generalmente hay dos teorías en competencia sobre cómo nacen los planetas.
De acuerdo a la larga modelo de acumulación jerárquica de formación planetesimal, los bloques de construcción de los planetas se forman cuando diferentes partes de la nebulosa solar, la nube de gas y polvo que formaron el Sol y los planetas, chocan violentamente.
Por otro lado, el modelo de acreción de guijarros sugiere que elementos de la misma área se unan gradual y suavemente para formar objetos binarios.
Los últimos datos de Arrokoth le dan peso a este último.
Si Arrokoth se hubiera formado a partir de fragmentos que se unieran desde diferentes partes de la nebulosa, habría mostrado más evidencia de impactos, dijeron los investigadores.
"No hay evidencia," el equipo escribió en su periódico, "de evolución colisión heliocéntrica, de alta velocidad, o cualquier impacto catastrófico (o sub-catastrófico) durante su vida útil … En cambio, concluimos que sus dos lóbulos se unieron a baja velocidad, no más de unos pocos metros por segundo y posiblemente mucho más lentamente."
Eso sugiere que los dos lóbulos se formaron en la misma parte de la nebulosa solar: la nube de gas y polvo que formó el Sol y los planetas.
"Arrokoth se ve como no porque se formó a través de colisiones violentas, sino en una danza más intrincada, en la que sus objetos componentes se orbitaban lentamente antes de unirse", dijo. McKinnon.
El segundo papel ayudó a respaldar esto, con el astrónomo John Spencer del Southwest Research Institute y colegas que estudian la superficie de Arrokoth. Confirmaron que era suave y solo ligeramente craterizado, una gran diferencia de otros objetos en el Sistema Solar.
También confirmaron que Arrokoth no tiene anillos o satélites de más de 180 metros (590 pies) dentro de un radio de 8,000 kilómetros, y no tiene atmósfera, ni emisiones de gas o polvo, cuya presencia indicaría una perturbación relativamente reciente. Eso indica que Arrokoth ha sido bastante pacífico durante mucho tiempo.
Pero también estudiaron los cráteres de Arrokoth más de cerca, y descubrieron que la superficie del objeto probablemente tenga alrededor de 4 mil millones de años, casi tan vieja como el Sistema Solar.
"Es probable que el estado de rotación de Arrokoth haya evolucionado muy lentamente, no parece haber suficientes impactos para actuar como fuentes sísmicas efectivas, y la alta porosidad probable de Arrokoth haría que la propagación de energía sísmica sea altamente ineficiente". escribieron en su papel.
"En general, a pesar de la escasez de cráteres en su superficie, la densidad observada del cráter es consistente con una edad de retención de cráteres mayor de ~ 4 mil millones de años. La superficie visible a escala de LORRI la resolución de la imagen, por lo tanto, data del final de la acumulación del Sistema Solar ".
Finalmente, en el tercer papel, el astrónomo Will Grundy del Observatorio Lowell y sus colegas estudiaron el enrojecimiento peculiar de Arrokoth. El material natural más rojo, llamado "materia ultra roja", en el Sistema Solar se puede encontrar en el Cinturón de Kuiper, y Arrokoth está cubierto de él, pero la naturaleza exacta del material no estaba clara.
El equipo descubrió que el objeto es uniformemente frío y rojo, cubierto de hielo de metanol y moléculas orgánicas complejas que no pudieron identificar con precisión en función de los datos espectrales limitados que New Horizons pudo reunir. Estas moléculas son probablemente las que crean el color rojo.
Esto no solo parece confirmar que las moléculas orgánicas son la fuente de la materia ultra roja; La uniformidad del color, así como la edad de la superficie como la encontró el equipo de Spencer, también respaldan el descubrimiento de que Arrokoth se formó en una región altamente localizada.
"Arrokoth tiene las características físicas de un cuerpo que se unió lentamente, con materiales 'locales' en la nebulosa solar". dijo Grundy. "Un objeto como Arrokoth no se habría formado, ni se vería de la manera que lo hace, en un entorno de acreción más caótico".
Popa agregada: "Toda la evidencia que hemos encontrado apunta a modelos de colapso de nubes de partículas, y descarta la acumulación jerárquica para el modo de formación de Arrokoth y, por inferencia, otros planetesimales".
Probablemente no quede mucha información en Arrokoth para que New Horizons envíe a casa, por lo que cualquier análisis futuro tendrá que basarse en lo que ya tenemos. Pero parece que estos objetos lejanos del Cinturón de Kuiper podrían tener mucho más que enseñarnos sobre el nacimiento de nuestro Sistema Solar.
Es un caso convincente para que un orbitador pase un montón de tiempo ahí fuera …
"Arrokoth resultó ser asombroso en términos de lo que hemos aprendido de él", dijo McKinnon en la reunión anual de la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia esta semana, cuando El informe de The Guardian.
"Nos dice algunas verdades profundas sobre nuestro sistema solar. Esto no es solo una papa espacial. Es un mundo notable que nos cuenta una historia notable".
Los trabajos han sido publicados en Ciencias, y se puede encontrar aquí, aquí y aquí.