Los astrónomos revelan el mapa más detallado de la psique del asteroide metálico hasta el momento

Si quisieras hacer un estudio forense del Sistema Solar, podrías dirigirte al cinturón principal de asteroides entre Marte y Júpiter. Ahí es donde puedes encontrar rocas antiguas de los primeros días del Sistema Solar. Allá afuera, en el frío vacío del espacio, lejos del Sol, los asteroides no han sido afectados en gran medida por la meteorización espacial.

Los científicos espaciales a veces se refieren a los asteroides, y sus fragmentos de meteoritos que caen a la Tierra, como cápsulas del tiempo debido a la evidencia que contienen.

El asteroide Psyche es especialmente interesante y la NASA está enviando una misión para investigar el inusual trozo de roca.

Antes de esa misión, un equipo de investigadores combinó las observaciones de Psyche desde una serie de telescopios y construyó un mapa de la superficie del asteroide.

Los astrónomos dividen los asteroides en tres categorías. Los asteroides carbonosos o de tipo C son el tipo más común. Constituyen alrededor del 75 por ciento de los asteroides conocidos y contienen grandes cantidades de carbono. El carbón los oscurece y tienen albedos bajos.

Los asteroides silíceos o de tipo S son el segundo tipo más común. Constituyen alrededor del 17 por ciento de los asteroides conocidos y en su mayoría están hechos de silicatos de hierro y magnesio.

Los asteroides metálicos o de tipo M son los tipos más raros de asteroides y constituyen alrededor del 8 por ciento de los asteroides conocidos. Parecen contener más metal que los otros tipos de asteroides, y los científicos creen que son la fuente de los meteoritos de hierro que caer a la tierra. Los meteoritos de tipo M fueron una de las primeras fuentes de hierro en la historia humana.

Psyche (16 Psyche) es un asteroide de tipo M. También se le llama planeta enano porque tiene unos 220 kilómetros (140 millas) de diámetro. Se le conoce como 16 Psyche porque fue el decimosexto planeta menor descubierto. (Los asteroides más grandes como Psyche también se conocen como planetas menores).

(NASA/JPL-Caltech/ASU)

Psyche a veces se llama el ‘asteroide de la mina de oro’ debido a la riqueza de hierro y níquel que contiene. Aunque para ser claros, nadie piensa que es rica en oro.

Las imágenes de luz visible de Psique no nos dicen mucho. El VLT del Observatorio Europeo Austral capturó algunas imágenes del asteroide, pero no revelaron ningún detalle.

La historia de Psyche es una historia de incertidumbre. Durante mucho tiempo, los astrónomos pensaron que era el núcleo de hierro expuesto de un cuerpo mucho más grande. En esta hipótesis, una poderosa colisión o una serie de colisiones despojaron la corteza y el manto del cuerpo.

El cuerpo más grande habría sido completamente diferenciado y medía algo así como 500 km (310 millas) de diámetro. Con la corteza y el manto desaparecidos, solo quedó el núcleo rico en hierro.

Esa idea cayó en desgracia con el paso del tiempo y los astrónomos continuaron observándola. La evidencia mostró que no era lo suficientemente denso para ser hierro sólido y probablemente sea poroso.

Otros investigadores sugirieron que Psyche se interrumpió de alguna manera y luego volvió a acumularse como una mezcla de metales y silicatos. Un estudio indicó que Psyche no es tan rico en metales como el pensamiento y es más un montón de escombros. En ese escenario, las colisiones con asteroides de tipo C más comunes depositaron una capa de carbono y otros materiales en la superficie de Psyche.

La idea más exótica detrás de los orígenes de Psyche es la idea ferrovolcánica. A El estudio de 2019 presentó evidencia que Psyche fue una vez una gota fundida. En ese escenario, las capas exteriores se enfriaron y formaron grietas por tensión, y el núcleo fundido flotante estalló como volcanes de hierro.

La única forma de saber con certeza qué es Psique es ir y mirarlo. Así que eso es lo que está haciendo la NASA.

La misión se llama Psyche y su lanzamiento está programado para el otoño de 2022. La nave espacial se basará en la propulsión eléctrica solar y una maniobra asistida por gravedad con Marte para llegar a Psyche en 2026.

Pasará 21 meses estudiando el asteroide y seguirá cuatro caminos orbitales separados, cada uno sucesivo más cerca que el anterior.

Una ilustración de la sonda Psyche cerca del asteroide Psyche. (NASA/JPL-Caltech/ASU)

A medida que se acerca al asteroide, se centrará en diferentes objetivos científicos.

Un equipo de investigadores construyó un nuevo mapa de la superficie de Psyche para ayudar a prepararse para la misión.

El mapa está en un artículo publicado en el Revista de investigación geofísica: planetas. El título es “La superficie heterogénea del asteroide (16) psique,y el autor principal es Saverio Cambioni del Departamento de Ciencias Planetarias, Atmosféricas y de la Tierra (EAPS) del MIT.

“La superficie de la psique es muy heterogénea”, Cambioni dijo en un comunicado de prensa. “Es una superficie evolucionada, y estos mapas confirman que los asteroides ricos en metales son mundos enigmáticos interesantes. Es otra razón para esperar que la misión Psyche vaya al asteroide”.

En este estudio, los autores utilizaron la Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para mirar mejor a 16 Psyche. ALMA es un radiotelescopio compuesto por 66 antenas de alta precisión. Las antenas separadas funcionan juntas como un interferómetro de alta resolución.

ALMA opera en longitudes de onda sensibles a la temperatura y algunas propiedades eléctricas de los materiales en la superficie de Psyche.

“Las señales de las antenas de ALMA se pueden combinar en una señal sintética que es equivalente a un telescopio con un diámetro de 16 kilómetros (10 millas)”. dijo coautora Katherine de Kleer, profesora asistente de ciencia planetaria y astronomía en Caltech. “Cuanto más grande es el telescopio, mayor es la resolución”.

El nuevo mapa se basa en dos tipos de medidas. Uno es Inercia térmica, que es el tiempo que tarda un material en alcanzar la temperatura de su entorno. Una mayor inercia térmica significa que lleva más tiempo.

El seg undo es el constante dieléctrica

. La constante dieléctrica describe qué tan bien un material conduce el calor, la electricidad o el sonido. Un material con una constante dieléctrica baja conduce mal y es un buen aislante y viceversa.

Los investigadores tomaron las observaciones de ALMA de la inercia térmica y la constante dieléctrica y realizaron cientos de simulaciones para ver qué combinaciones de materiales podrían explicarlas. “Ejecutamos estas simulaciones área por área para poder detectar diferencias en las propiedades de la superficie”, Cambioni dice.

El hierro puro tiene una constante dieléctrica infinita. Al medir la constante dieléctrica en Psyche, los investigadores pudieron mapear la superficie y localizar regiones más ricas en hierro. El hierro también tiene una alta inercia térmica porque es muy denso.

Por lo tanto, la combinación de las mediciones de la inercia térmica y la constante dieléctrica da una buena idea de qué regiones de la superficie de Psyche son ricas en hierro y otros metales.

Los investigadores llaman a una característica curiosa de Psyche la región Bravo-Golf. Esa región tiene una inercia térmica sistemáticamente más baja que las regiones montañosas. La región Bravo-Golf es la depresión justo a la derecha del meridiano principal del asteroide en la imagen de abajo.

¿Por qué un área de baja elevación tiene menor inercia térmica? Otros estudios muestran que la región también es brillante para los radares. ¿Porqué es eso? Los investigadores propusieron tres posibilidades.

Las tierras bajas podrían ser ricas en metales pero cubiertas con regolito fino y poroso que reduce su inercia térmica en comparación con las tierras altas cubiertas de regolito más grueso. La inercia térmica aumenta con el tamaño de las partículas. En este escenario, el regolito de grano más fino se habría acumulado en las tierras bajas.

“Se han visto estanques de materiales de grano fino en pequeños asteroides, cuya gravedad es lo suficientemente baja como para que los impactos sacudan la superficie y hagan que se acumulen materiales más finos”, Cambioni dijo. “Pero Psyche es un cuerpo grande, por lo que si los materiales de grano fino se acumularon en el fondo de la depresión, esto es interesante y algo misterioso”.

La segunda hipótesis es que el material superficial que cubre las tierras bajas es más poroso que el de las tierras altas. La inercia térmica disminuye a medida que aumenta la porosidad de la roca. Las fracturas por impacto también podrían hacer que las tierras bajas sean más porosas.

La tercera hipótesis es que las tierras bajas tienen más materiales ricos en silicatos que las tierras altas, lo que les da una constante dieléctrica más baja que algunas áreas de las tierras altas. La idea es que la depresión Bravo-Golf podría haberse formado por un impacto con un impactador rico en silicato y dejar atrás un residuo rico en silicato.

En general, el estudio muestra que la superficie de 16 Psyche está cubierta por una gran variedad de materiales. También se suma a otra evidencia que muestra que el asteroide es rico en metales, aunque la abundancia de metales y silicatos varía significativamente en diferentes regiones.

También sugiere que el asteroide podría ser un núcleo remanente de un cuerpo diferenciado que perdió su manto y su corteza hace mucho tiempo.

“En conclusión, proporcionamos evidencia de que Psyche es un asteroide rico en metales cuya superficie es heterogénea, muestra materiales metálicos y de silicato, y parece evolucionar por impactos”, dijeron los autores. concluir.

Simone Marchi es científica del personal del Southwest Research Institute y coinvestigadora de la misión Psyche de la NASA. Marchi no participó en este estudio, pero comentado sobre su importancia en un comunicado de prensa. “Estos datos muestran que la superficie de Psyche es heterogénea, con posibles variaciones notables en la composición. Uno de los objetivos principales de la misión Psyche es estudiar la composición de la superficie del asteroide utilizando su espectrómetro de rayos gamma y neutrones, y un generador de imágenes en color. Entonces, la posible presencia de heterogeneidades en la composición es algo que el equipo científico de Psyche está ansioso por estudiar más”.

Dependerá de la misión Psyche de la NASA confirmar estos hallazgos de manera más rigurosa.

Pero enviar una nave espacial hasta Psyche para comprenderlo con más detalle es algo más que Psyche.

Si Psyche es el núcleo remanente de un planetesimal rocoso y diferenciado, revelará algo sobre nuestro planeta y cómo se forman los cuerpos diferenciados. ¿Contendrá algunos de los mismos elementos ligeros que esperamos que estén en el núcleo de la Tierra? El núcleo de la Tierra no es lo suficientemente denso para ser puro hierro y níquel. Los científicos creen que contiene elementos más ligeros como azufre, silicio, oxígeno, carbono e hidrógeno.

La misión Psyche también determinará si el asteroide se formó en condiciones más oxidantes o más reductoras que el núcleo de la Tierra. Eso nos dirá más sobre la nebulosa solar y el disco protoplanetario.

La gente a veces se refiere a Psyche como el asteroide de la mina de oro porque es muy rico en metales. Un objeto de su tamaño contendría una enorme cantidad de hierro, aunque es poco probable que ese valor se realice o sea accesible en el corto plazo.

Pero si el conocimiento es tan valioso como el hierro, 16 Psyche podría seguir siendo una mina de oro.

Este artículo fue publicado originalmente por Universo hoy. Leer el artículo original.

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