Agencias/Ciudad de México.- Una nueva investigación publicada en PNAS sobre el asteroide Ryugu da pistas sobre qué ocurrió antes, durante y después de la formación del sistema solar.
Los asteroides y cometas representan el material que sobró tras la formación de los planetas que orbitan alrededor del Sol. Estos cuerpos se habrían formado inicialmente en un vasto disco de gas y polvo (nebulosa protosolar) alrededor de lo que acabaría siendo el Sol (protosol) y, por tanto, pueden conservar pistas sobre los procesos que operaron durante este periodo del sistema solar.
La nebulosa protosolar habría estado girando más rápido hacia su centro y esto habría concentrado gran parte del material dentro de esta región. Parte del material comenzó a caer sobre la superficie del protosol, aumentando su temperatura. La mayor temperatura del protosol habría provocado un aumento de la radiación, lo que podría haber causado la fotoevaporación (evaporación debida a la energía de la luz) del material dentro del sistema solar interior.
Más tarde, al enfriarse el sistema solar interior, se condensó nuevo material con composiciones distintas a las que había antes. Con el tiempo, estos materiales se unieron para dar lugar a grandes cuerpos (planetesimales) que luego se rompieron por colisiones, y algunos formaron asteroides de tipo S.
Un asteroide de tipo S (Itokawa) fue el objetivo de la misión Hayabusa, predecesora de Hayabusa2. Las muestras que se devolvieron a la Tierra revelaron muchas cosas sobre estos asteroides, como el modo en que sus superficies se ven afectadas por los pequeños impactos continuos y la confirmación de las identificaciones realizadas a través de telescopios en la Tierra.
Haybusa2 se dirigió a un tipo de asteroide muy diferente, el tipo C, que, a diferencia de los tipos S, conserva mucho más del material primitivo del sistema solar exterior, que se vio mucho menos afectado por el calentamiento del protosol. La información inicial del telescopio basado en la Tierra y la teledetección de la nave Hayabusa2 sugirió que Ryugu podría contener materia orgánica y pequeñas cantidades de agua, pegada a la superficie de los minerales o contenida en su estructura.
Pero los asteroides de tipo C son muy difíciles de estudiar con estos métodos, por lo que la muestra representó un paso muy importante para mejorar nuestra comprensión de los asteroides de tipo C.
En diciembre de 2020 se devolvieron a la Tierra unos 5,4 g de muestras, que se estudiaron inicialmente en las instalaciones de fase 1 de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) y posteriormente en el Instituto de Materiales Planetarios de la Universidad de Okayama, también en Japón.
Inicialmente, se obtuvo la información externa y física de las muestras, pero poco después se abrieron las partículas utilizando un microtomo equipado con un cuchillo de diamante. En su interior, las partículas revelaron texturas indicativas de congelación-descongelación y una masa de grano fino de diferentes minerales, con algunos componentes de grano más grueso dispersos.
La mayoría de los minerales eran silicatos hidrosos denominados filosilicatos (arcilla), que se formaron a través de reacciones químicas en las que intervinieron minerales de silicato no hidrosos y agua líquida (alteración acuosa). Junto con las texturas de congelación-descongelación, las pruebas indicaban que las muestras habían experimentado tanto agua líquida como congelada en el pasado.
Mediante el análisis del manganeso y el cromo dentro de los minerales de magnetita (óxido de hierro) y dolomita (carbonato de calcio y magnesio), se descubrió que la alteración acuosa alcanzó su punto máximo antes de más o menos 2.6 Myr después de la formación del Sistema Solar, informa Phys.org.
Esto significa que los materiales de Ryugu experimentaron agua líquida muy pronto en la historia del Sistema Solar y el calor que derritió el hielo habría sido suministrado por elementos radiactivos que sólo sobreviven durante un período de tiempo relativamente corto (casi todos habrían desaparecido después de 5 Myr). Una vez que gran parte de los elementos radiactivos se hubieran descompuesto, el cuerpo se enfriaría y volvería a congelarse.
Ryugu también contiene isótopos de cromo, calcio y oxígeno que indican que conservó la fuente más primitiva de materiales de la nebulosa protosolar. Además, los materiales orgánicos de Ryugu registran firmas isotópicas primitivas que sugieren su formación en el medio interestelar (la región del espacio entre los sistemas solares) o en la nebulosa protosolar exterior.
Junto con la abundancia de agua y la ausencia de cualquier material o firma del sistema solar interior, los hallazgos anteriores sugieren que el material dentro de Ryugu se acretó y se alteró acuosamente muy pronto en el sistema solar exterior.
What happened before, during and after #solarsystem formation? #AsteroidRyugu study holds the answers https://t.co/XU07DICtLL
— Phys.org (@physorg_com) June 9, 2022
Sin embargo, para que se forme agua líquida, a partir del calentamiento de un cuerpo rocoso-hielo por desintegración radiactiva, es necesario que el cuerpo tenga un tamaño de al menos varios decenios de kilómetros. Por lo tanto, Ryugu debió de haber sido originalmente una parte de un cuerpo mucho más grande, denominado planetesimal.
Se cree que los planetesimales helados son el origen de los cometas, que pueden formarse por su ruptura por colisión. Si el planetesimal precursor de Ryugu fue impactado después de haberse vuelto a congelar, podría producirse un cometa que conservara muchas de las texturas y propiedades físicas y químicas originales del planetesimal.
Como cometa, el fragmento habría tenido que desplazarse desde el sistema solar exterior al interior por alguna vía dinámica, en la que intervienen las interacciones de los planetas. Una vez en el sistema solar interior, Ryugu habría sufrido una importante sublimación (transición de hielo sólido a gas).
Los modelos de un estudio anterior indicaban que la sublimación podría aumentar la velocidad de giro de Ryugu y dar lugar a su característica forma de peonza. La sublimación también podría haber dado lugar a la formación de chorros de vapor de agua (como los observados en el cometa 67P) que habrían redepositado material subsuperficial en la superficie y lo habrían congelado.
Además, los chorros podrían explicar algunas diferencias interesantes entre los lugares de muestreo donde se obtuvieron las muestras de Ryugu. La misión Hayabusa2 tomó muestras de material de la propia superficie en el lugar de aterrizaje 1 (TD1) y, muy probablemente, de material subsuperficial procedente de un cráter de impacto artificial en el lugar de aterrizaje 2 (TD2).
Tras la completa sublimación del hielo en la superficie de Ryugu, se formó un asteroide rocoso de baja densidad y muy poroso. Mientras que los procesos relacionados con el agua cesaron, comenzó la meteorización espacial.
La superficie de Ryugu fue bombardeada a lo largo del tiempo por grandes cantidades de partículas energéticas procedentes del viento solar y de los rayos cósmicos del sol y de estrellas lejanas. Las partículas modificaron los materiales de la superficie de Ryugu, haciendo que la materia orgánica se alterara en cuanto a su estructura.
Los efectos de dicho proceso eran más evidentes en las partículas de TD1 de la superficie de Ryugu en comparación con las de TD2, que probablemente habían sido llevadas a la superficie durante la creación de un cráter de impacto artificial. Por lo tanto, la meteorización espacial es un proceso que sigue dando forma a las superficies de los asteroides en la actualidad y seguirá haciéndolo en el futuro.
