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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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Proponen una nave espacial que se "coma" la basura espacial

Ingenieros chinos proponen una solución para eliminar la peligrosa chatarra en el espacio que rodea al planeta. Son más de 500.000 trozos de secciones de cohetes, satélites muertos y fallidos y otras piezas de tecnología olvidadas en el espacio. La nave se propulsaría utilizando la misma chatarra

En marzo de 2013, un satélite experimental ruso quedó inoperable al chocar con un trozo de chatarra espacial. Este proyectil, que golpeó al aparato a casi 10 kilómetros por segundo, era un pedazo de un satélite chino que Pekín decidió destruir lanzándole un misil en 2007, generando 3.000 trozos más de basura para la órbita terrestre.

Ya son cientos de miles los objetos que amenazan la seguridad alrededor de la Tierra. Y no es solo un problema para los satélites: a finales de 2014 la Estación Espacial Internacional tuvo que improvisar el uso de unos propulsores para quitarse del camino de un trozo de un cohete Minotaur (un lanzador orbital estadounidense propulsado por combustible sólido) lanzado en 2013 que amenazaba a los seis astronautas que la ocupaban.

En este peligroso escenario, las agencias espaciales y expertos de todo el mundo se han movilizado para tratar de dar solución al problema. Ya no vale con hacer un seguimiento de los más de 170 millones de pedacitos de chatarra (30.000 de más de 10 centímetros), urge empezar a recogerlos. La Agencia Espacial Europea, por ejemplo, ya tiene en marcha un programa para combatir estos desechos en el que participa España.

Uno de los principales problemas para recoger estos restos provocados por satélites y otros objetos surge de la autonomía de un posible camión recolector de la basura espacial: la cantidad de combustible que lo mantenga limpiando la órbita es una gran pega que limita la capacidad de esta hipotética nave. Ahí es donde cobra interés la propuesta que acaba de realizar un equipo de ingenieros chinos: usar la propia chatarra para nutrir los motores. Una aspiradora espacial que se alimenta de los desperdicios que recoge.

Así, este ingenio chino propone usar los pedazos para convertirlos en plasma, un combustible de energía eléctrica que ya se usa en la exploración espacial. En su ejercicio teórico, estos investigadores de la Universidad Tsinghua proponen el uso del aluminio de los trozos medianos ya que es uno de los elementos más comunes, tras recogerlos con una red (que es el método más habitual propuesto por las agencias espaciales). Según su idea, que han publicado en Arxiv, primero los restos serían reducidos a polvo en un molino. En la siguiente fase, el polvo se calienta a altísimas temperaturas y se separan iones positivos y negativos que, al expelerlos con fuerza, impulsan la nave.

 

 

«Al expulsar esta carga a gran temperatura y alta presión desde el motor, se obtiene un empuje continuo. Este impulso se puede usar para llevar a cabo las maniobras y para que la nave espacial avance al encuentro con los escombros. Las partículas expulsadas serán empujadas lejos de la órbita circunterrestre por el viento solar», indican los investigadores chinos.

Aunque se trata de un simple ejercicio teórico, se trata de una propuesta que podría resolver muchos problemas: «Por un lado, utilizando el motor de desechos como el propulsor de la nave espacial, se limpia el espacio de una forma eficaz. Por otro lado, la nave espacial consigue propulsión para la próxima acción. Y más importante aún, ofrece una nueva idea para la exploración de asteroides y vuelos interplanetarios por su suplemento de combustible sostenible», defienden.

Fuente: Cornell University Library. Aportado por Eduardo J. Carletti

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