julio 2, 2022

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Astrónomos revelan el mapa más detallado de la psique del asteroide metálico

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Si quieres hacer un estudio forense del Sistema Solar, puedes ir a la página principal asteroide cinturón entre Marte y Júpiter. Aquí 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 tienen.

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

Antes de esta 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% de los asteroides conocidos y contienen grandes cantidades de carbono. El carbón los oscurece y tienen bajos albedos.

Los asteroides de sílice o tipo S son el segundo tipo más común. Constituyen alrededor del 17% de los asteroides conocidos y están hechos principalmente de silicatos de hierro y magnesio.

Los asteroides metálicos o de tipo M son los tipos más raros de asteroides y representan aproximadamente el 8% de los asteroides conocidos. Parecen contener más metal que 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 grandes asteroides 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 son ricos en oro.

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

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

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Otros investigadores han sugerido que Psyche se interrumpió de alguna manera y luego se volvió a ensamblar como una mezcla de metales y silicatos. Un estudio indicó que Psique no es tan rica en metales como se pensaba y es más bien un montón de escombros. En este 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. UNA Un estudio de 2019 presentó evidencia que Psique fue una vez una burbuja fundida. En este escenario, las capas exteriores se enfriaron y formaron grietas por tensión, y el núcleo fundido flotante hizo erupción como volcanes de hierro.

La única forma de saber con certeza qué es Psyche es ir a mirarla. 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 gravitacional con Marte para llegar a Psyche en 2026.

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

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

A medida que se acerque 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 Revista de investigación geofísica: planetas. El título es «La superficie heterogénea del asteroide (16) Psyche,y el autor principal es Saverio Cambioni del Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias (EAPS) del MIT.

«La superficie de Psyche es muy heterogénea», dijo 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 se dirija al asteroide».

En este estudio, los autores utilizaron la Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para ver mejor 16 Psique. 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».

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El nuevo mapa se basa en dos tipos de medidas. Uno y 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 segundo 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. «Hicimos estas simulaciones área por área para poder detectar diferencias en las propiedades de la superficie», dijo 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.

Entonces, la combinación de medidas de inercia térmica y 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 en Psyche la región Bravo-Golf. Esta región tiene una inercia térmica sistemáticamente más baja que las regiones montañosas. La región Bravo-Golf es la depresión justo a la derecha del primer meridiano del asteroide en la imagen de abajo.

¿Por qué un área de baja elevación tiene menos inercia térmica? Otros estudios muestran que la región también es brillante por radar. ¿Por que es que? Los investigadores presentaron tres posibilidades.

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

«Se han visto lagos de material de grano fino en pequeños asteroides, cuya gravedad es lo suficientemente baja como para que los impactos sacudan la superficie y provoquen la acumulación de materiales más finos», dijo Cambioni. dijo. «Pero Psyche es un cuerpo grande, por lo que si se acumulan materiales de grano fino en el fondo de la depresión, eso 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 pueden hacer que las llanuras 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 puede haberse formado por un impacto con un impactador rico en silicato y dejó residuos ricos en silicato.

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En general, el estudio muestra que la superficie de 16 Psyche está cubierta por una amplia 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 puede ser un núcleo remanente de un cuerpo diferenciado que perdió su manto y 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 haber evolucionado por impacto», escriben 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 significado en un comunicado de prensa. “Estos datos muestran que la superficie de Psique es heterogénea, con posibles variaciones notables en la composición. la posible presencia de heterogeneidades en la composición es algo que el equipo científico de Psyche está ansioso por estudiar más a fondo».

Dependerá de la misión Psyche de la NASA confirmar estos hallazgos con más rigor.

Pero enviar una nave espacial a Psyche para comprenderla con más detalle es más que solo 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 haya 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. Esto 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 este valor se alcance 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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