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Los meteoritos que contribuyeron a la formación de la Tierra pueden haberse formado en el exterior del Sistema Solar

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Se cree que nuestro Sistema Solar se formó a partir de una nube de gas y polvo, la llamada nebulosa solar, que comenzó a condensarse sobre sí misma por la gravedad hace unos 4.600 millones de años. Al mismo tiempo que esta nube se contraía, comenzó a girar y tomó la forma de un disco girando alrededor de la masa de mayor gravedad en su centro, que se convertiría en nuestro Sol. Nuestro sistema solar heredó toda su composición química de una estrella o estrellas anteriores que explotaron como supernovas. Nuestro Sol recogió una muestra general de este material a medida que se formaba, pero el material residual en el disco comenzó a migrar en función de su propensión a congelarse a una temperatura determinada.

Cuando el Sol se volvió lo suficientemente denso como para iniciar reacciones de fusión nuclear y convertirse en una estrella, recolectó una muestra general de este material mientras se formaba, pero los restos del disco unieron materiales sólidos para formar cuerpos planetarios en función de su propensión a congelarse a determinadas temperaturas.

A medida que el Sol irradiaba su energía hacia el disco circundante, creaba un gradiente de calor en el sistema solar primitivo. Por este motivo, los planetas interiores, Mercurio, Venus, la Tierra y Marte, son en su mayoría de roca (compuestos en su mayoría por elementos más pesados, como hierro, magnesio y silicio), mientras que los planetas exteriores están compuestos en gran parte por elementos menos densos, en especial hidrógeno, helio, carbono, nitrógeno y oxígeno.

Se cree que parte de la Tierra se formó a partir de meteoritos carbonosos, que se pensó que provienen de asteroides del cinturón principal exterior. Las observaciones con telescopio de los asteroides del cinturón principal exterior revelan una característica de reflectividad común de 3,1 µm, que sugiere que sus capas exteriores contienen hielos de agua o arcillas amoniacales -o ambos-, solo estables a temperaturas muy bajas.

Curiosamente, aunque varias líneas de evidencia indican que los meteoritos carbonáceos se derivan de esos asteroides, los meteoritos recuperados en la Tierra por lo general carecen de esta característica. El cinturón de asteroides plantea muchas preguntas a los astrónomos y científicos planetarios.

Un nuevo estudio dirigido por investigadores del Earth-Life Science Institute (ELSI) en el Instituto Tecnológico de Tokio indica que estos materiales asteroidales pueden haberse formado muy lejos en el Sistema Solar primitivo, y luego haber sido transportados al Sistema Solar interior por procesos de mezcla caóticos. En este estudio, una combinación de observaciones de asteroides utilizando el telescopio espacial japonés AKARI y el modelado teórico de las reacciones químicas en los asteroides indica que los minerales de la superficie presentes en los asteroides del cinturón principal externo, especialmente las arcillas que contienen amoníaco (NH3), se forman a partir de materiales iniciales que contienen NH3 e hielo de CO2, que son estables solo a muy baja temperatura y en condiciones ricas en agua. Con base en estos resultados, este nuevo estudio propone que los asteroides del cinturón principal exterior se formaron en órbitas distantes y se diferenciaron para formar una variedad de minerales en mantos ricos en agua y núcleos dominados por rocas.

Para comprender el origen de las discrepancias en los espectros medidos de meteoritos y asteroides carbonosos, utilizando simulaciones por computadora el equipo modeló la evolución química de varias mezclas primitivas plausibles, diseñadas para simular materiales asteroidales primitivos. Luego usaron estos modelos de computadora para producir espectros de reflectividad simulados para compararlos con los obtenidos con telescopios.

Sus modelos indicaron que para coincidir con los espectros de asteroides, el material de origen tenía que contener una cantidad significativa de agua y amoníaco, una cantidad relativamente baja de CO2, y reaccionar a temperaturas por debajo de los 70°C, lo que indica que los asteroides se formaron mucho más lejos que sus ubicaciones actuales en el sistema solar primitivo. Por el contrario, la falta de la característica de 3,1 µm en los meteoritos se puede atribuir a una reacción posiblemente más profunda dentro de los asteroides, donde las temperaturas alcanzaron valores más altos, por lo que los meteoritos recuperados pueden tomar muestras de porciones más profundas de los asteroides.

De ser cierto, este estudio sugiere que la formación de la Tierra y sus propiedades únicas resultan de aspectos peculiares de la formación del Sistema Solar. Habrá varias oportunidades para probar este modelo. Por ejemplo, este estudio proporciona predicciones sobre lo que encontrará el análisis de las muestras traídas por la sonda Hayabusa 2. Este origen distante de los asteroides, si es correcto, predice que habrá sales y minerales amoniacales en las muestras de Hayabusa 2. Los análisis de los materiales devueltos por la misión OSIRIS-Rex de la NASA proporcionarán una verificación adicional de este modelo. Este estudio también examinó si las condiciones físicas y químicas en los asteroides del cinturón principal exterior podrían formar los minerales observados. El origen frío y distante de los asteroides propuesto sugiere que debería haber una similitud significativa entre los asteroides y los cometas, y plantea preguntas sobre cómo se formó cada uno de estos tipos de cuerpos.

El estudio indica que los materiales que formaron la Tierra pueden haberse formado muy lejos en el Sistema Solar primitivo, y luego fueron atraídos durante la historia temprana especialmente turbulenta del sistema solar. Observaciones recientes de discos protoplanetarios que realizó el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) han encontrado muchas estructuras anilladas, que se cree que son observaciones directas de formación planetesimal. Como el autor principal, Hiroyuki Kurokawa, resume el trabajo: «Queda por determinar si la formación de nuestro sistema solar es un resultado típico, pero numerosas mediciones sugieren que pronto podremos ubicar nuestra historia cósmica en contexto».

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Contenido: Materiales proporcionados por el Instituto de Tecnología de Tokio.
Referencia del original: H. Kurokawa, T. Shibuya, Y. Sekine, BL Ehlmann, F. Usui, S. Kikuchi, M. Yoda. Formación a distancia y diferenciación de asteroides del cinturón principal exterior y cuerpos parentales de condritas carbonáceas. AGU Advances, 2022; 3 DOI: 10.1029/2021AV000568
Fuente: Instituto de Tecnología de Tokio. «Los meteoritos que ayudaron a formar la Tierra pueden haberse formado en el sistema solar exterior». Science Daily, marzo de 2022.

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Desechos espaciales que cayeron se remontan a una misión lunar de 1998

Tentativamente, los investigadores identifican un objeto que cayó cerca de Sri Lanka en noviembre

Es probable que un motor cohete que impulsó el Lunar Prospector de la NASA hacia la Luna en 1998 haya caído en el océano Índico en noviembre.

Los investigadores que estudian el caso han concluido que el trozo de basura espacial que protagonizó una ardiente zambullida en el océano Índico hace dos meses eran, muy probablemente, los restos de un motor cohete de la sonda Lunar Prospector.

La identidad de la basura no está determinada absolutamente, pero el «candidato principal» es el módulo de inyección translunar del Lunar Prospector, dice Paul Chodas, un miembro del programa de seguimiento de asteroides del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California. El módulo empujó la sonda fuera de la órbita terrestre y luego se separó de la nave principal, que orbitó la Luna durante 19 meses antes de estrellarse, como estaba programado, en el polo sur de la Luna en julio de 1999.

Las especulaciones sobre el origen de los restos, a los que se identifica como WT1190F, ya circulaban incluso antes de que se desplomase a través de la atmósfera el 13 de noviembre. El único objeto artificial en protagonizar un reingreso no controlado en un lugar y momento predicho con precisión se presentó como una oportunidad única para presenciar un suceso así en tiempo real. Los investigadores aprovecharon la oportunidad, siguendo los restos desde un avión alquilado, así como desde observatorios terrestres.

Los telescopios han observado en diversas ocasiones el objeto en órbita desde 2009, aunque nadie se dio cuenta hasta el 2015 que esta basura espacial caería contra la Tierra. Mediante la combinación de la serie de avistamientos, los investigadores reconstruyeron la trayectoria elíptica de WT1190F alrededor de la Tierra y más allá de la órbita de la Luna. Ese camino lleva la «firma de algo lanzado a la Luna», dice Chodas.

Características únicas

Los investigadores piensan que pueden eliminar muchas misiones lunares como fuentes de estos restos. Es probable que cualquier objeto que viajara en el curso estimado de WT1190F por mucho tiempo más de una década probablemente habría golpeado la Tierra o se habría desviado a una órbita solar, dice el desarrollador independiente de software de astronomía Bill Gray, que también formó parte del equipo de reingreso. Por lo tanto, es poco probable que los restos vinieran de una misión Apolo, o uno de los otros envíos tempranos a la Luna.

También se pueden descartar muchos de los segmentos de cohetes utilizados en las misiones más recientes, ya que terminaron en órbita alrededor del Sol y no de la Tierra, dice el astrofísico Jonathan McDowell, del Centro Harvard-Smithsoniano para Astrofísica en Cambridge, Massachusetts, que ha hecho su propio análisis del reingreso del objeto. Se pueden descartar otros candidatos porque cuando se los observó en órbita, no mostraban la furiosa velocidad de giro de WT1190F, de 40 revoluciones por minuto.

Las observaciones recogidas por el equipo en el aire el 13 de noviembre también señalan al Lunar Prospector. Los espectros de un solo fragmento grande de WT1190F incluyeron señales de óxido de titanio y de hidrógeno, dice el astrónomo Peter Jenniskens del Instituto SETI en Mountain View, California, quien presentó las observaciones el 5 de enero en una reunión del Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica en San Diego, California. Así que el objeto podría haber sido un recipiente de paredes de titanio que contenía combustible residual, dice, aunque se niega a especular sobre su identidad. El módulo de inyección translunar del Lunar Prospector tenía una caja de titanio, mientras que un módulo similar de otro candidato principal, la sonda Nozomi a Marte de Japón, tenía un caso hecho de fibra de carbono.

 

 

Atrás en el tiempo

Un respaldo adicional para la teoría de que se trata del Lunar Prospector podría provenir de buscar en archivos y descubrir avistamientos de WT1190F anteriores a 2009. Si la órbita de los escombros se traza aún más atrás en el tiempo, los investigadores pueden comparar los primeros recorridos de la basura con el recorrido del Lunar Prospector para ver cuán bien coinciden.

Lograr más datos requeriría de buena suerte, pero esta re-entrada tiene un historial encantador. Los observadores aéreos monitorizaron dos trozos de escombros a una altitud de 33 kilómetros antes de que los objetos desaparecieron de la vista, lo que implica que sobrevivieron intactos todo el camino hasta la superficie.

El especialista en escombros orbitales Patrick Seitzer de la Universidad de Michigan en Ann Arbor señala que el sitio de reingreso fue fortuito. «Tenemos suerte de que cayó en el océano y no en el suelo, en el que podría haber herido a alguien… o algo peor.»

Nature doi: 10.1038/nature.2016.19162

Fuente: Natures. Aportado por Eduardo J. Carletti

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Primer plano de la zona poceada en el "corazón" de Plutón

La secuencia fue tomada por el instrumento Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) cuando a la nave le faltaban sólo 13 minutos para el momento de máxima aproximación a la superficie de Plutón

El 14 de julio la cámara telescópica en la nave espacial New Horizons de la NASA tomó las imágenes de mayor resolución jamás obtenidas del intrincado patrón de los «pozos» a través de una sección de la notable región en forma de corazón de Plutón, informalmente llamada Tombaugh Regio. La imagen es parte de una secuencia tomada por la cámara de reconocimiento de largo alcance de la sonda New Horizons (LORRI) cuando la nave pasó a 15.400 kilómetros de la superficie de Plutón, a sólo 13 minutos antes de la hora de máxima aproximación.

Los científicos de la misión creen que estas misteriosas depresiones se pueden formar por una combinación de la fractura del hielo y la evaporación. La escasez de cráteres de impacto superpuestas en este área también lleva a los científicos a concluir que estos hoyos -típicamente de cientos de metros de ancho y decenas de metros de profundidad- se formaron hace relativamente poco tiempo. Su alineación proporciona pistas sobre el flujo de hielo y el intercambio de nitrógeno y otros materiales volátiles entre la superficie y la atmósfera.

 

 

La secuencia fue tomada por el instrumento Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) cuando a la nave le faltaban sólo 13 minutos para el momento de máxima aproximación a la superficie de Plutón. El pequeño recuadro en la visión global muestra la sección de la región reflejada en la esquina sureste de la capa de hielo gigante informalmente llamada Sputnik Planum. La vista ampliada cubre 80 por 80 kilómetros de extensión. La gran estructura en forma de anillo en la parte inferior derecha de la vista ampliada -y la más pequeña en la parte inferior izquierda- pueden remanentes ser de cráteres. El cuadrante superior izquierdo de la imagen muestra la frontera entre la capa de hielo de Sputnik Planum, relativamente lisa y la zona llena de pozos, que exhibe una serie de colinas que se forman ligeramente dentro de esta inusual «costa».

Fuente: NASA. Aportado por Eduardo J. Carletti

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