El polvo espacial hinchable hace que los asteroides se vean más ásperos: estudio de la nave espacial OSIRIS-REx de la NASA

Cuando la nave espacial OSIRIS-REx de la NASA llegó a asteroide Bennu, los científicos descubrieron que algo sorprendente en la superficie del asteroide no era tan suave como muchos esperaban, sino que estaba cubierto de grandes rocas. Ahora, un equipo de físicos cree saber por qué.

Este efecto de palomitas de maíz puede incluso ayudar a ordenar los asteroides más pequeños, haciendo que pierdan polvo y se vean ásperos y escarpados desde el espacio.

Los investigadores publicaron sus resultados el 11 de julio en la revista Nature Astronomy. Sus hallazgos podrían ayudar a los científicos a comprender mejor cómo asteroides cambian de forma con el tiempo, y cómo migran estos cuerpos espacioa veces acercándolos peligrosamente a Tierradijo Hsiang-Wen (Sean) Hsu, autor principal del estudio.

«Cuanto más material de grano fino, o regolito, pierden estos asteroides, más rápido migran», dijo Hsu, investigador asociado en el Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial (LASP) de CU Boulder.

La investigación comenzó con algunos curiosos Fotos.

En 2020, una nave espacial de la NASA llamada OSIRIS-REx viajó más de mil millones de millas para encontrarse con el asteroide (191055) Bennu, que es casi tan alto como el Empire State Building. Pero cuando llegó la nave espacial, los científicos no encontraron lo que esperaban: la superficie del asteroide parecía papel de lija áspero, no suave y polvoriento como habían predicho los investigadores. Incluso había grandes piedras esparcidas por su exterior.

Ahora, Hsu y sus colegas han confiado en computadora simulaciones o modelos y experimentos de laboratorio para explorar este rompecabezas. Dijo que fuerzas similares a la electricidad estática podrían estar lanzando las motas de polvo más pequeñas, algunas no más grandes que una sola bacteria, desde el asteroide hacia el espacio, dejando atrás solo rocas más grandes.

Bennu no está solo, dijo el coautor del estudio, Mihaly Horanyi.

«Nos estamos dando cuenta de que esta misma física está teniendo lugar en otros cuerpos sin aire, como el luna e incluso los anillos Saturno«, dijo Horanyi, investigador de LASP y profesor de física en CU Boulder.

Asteroide Bennu y Asteroide Ryugu

Los asteroides pueden parecer congelados en el tiempo, pero estos cuerpos evolucionan a lo largo de sus vidas.

Hsu explicó que los asteroides como Bennu giran constantemente, lo que expone sus superficies a la luz solar, luego a la sombra y nuevamente a la luz solar. Este ciclo interminable de calentamiento y enfriamiento supera a las rocas más grandes del mundo. superficiehasta que inevitablemente se rompen.

«Sucede todos los días, todo el tiempo», dijo Hsu. «Terminas erosionando un gran trozo de roca en pedazos más pequeños».

Es por eso que, antes de que los científicos llegaran a Bennu, muchos esperaban encontrarlo cubierto de arena suave, un poco como se ve la luna hoy. No mucho antes, una misión espacial japonesa aterrizó en un segundo asteroide pequeño llamado Ryugu. El equipo encontró un terreno igualmente accidentado y accidentado.

Hsu y sus colegas sospechaban.

Desde la década de 1990, los investigadores de LASP han utilizado cámaras de vacío en el laboratorio para investigar las extrañas propiedades del polvo en el espacio, incluida una hazaña que llaman «levantamiento electrostático». El coautor del estudio, Xu Wang, explicó que a medida que los rayos del sol bañan pequeños granos de polvo, estos comienzan a acumular cargas negativas. Estas cargas se acumulan hasta que, de repente, las partículas se separan, como dos imanes que se repelen.

En algunos casos, estos granos de polvo pueden explotar a velocidades de más de 20 millas por hora (o más de 8 metros por segundo).

«No 1 había considerado antes este proceso en la superficie de un asteroide», dijo Wang, investigador asociado de LASP.

Pequeño asteroide, gran asteroide

Para hacer esto, los investigadores, incluidos los exestudiantes graduados de CU Boulder Anthony Carroll y Noah Hood, realizaron una serie de cálculos que examinaron la física del regolito en dos asteroides hipotéticos. Rastrearon cómo se puede formar el polvo y luego saltaron durante cientos de miles de años. Uno de estos asteroides falsos tenía aproximadamente media milla de diámetro (similar en tamaño a Ryugu) y el segundo varios kilómetros de ancho (más cercano en diámetro a asteroides grandes como Eros).

El tamaño marcó la diferencia. Según las estimaciones del equipo, cuando los granos de polvo rebotaron en el asteroide más grande, no pudieron ganar la velocidad suficiente para liberarse de su gravedad. No sucedió lo mismo en el asteroide más pequeño, similar a Ryugu.

«La gravedad en el asteroide más pequeño es tan débil que no puede evitar escapar», dijo Hsu. «El regolito de grano fino se perderá».

Este polvo perdido, a su vez, expondrá la superficie de los asteroides a una erosión aún mayor, lo que conducirá a un paisaje rico en rocas como el que los científicos encontraron en Ryugu y Bennu. En varios millones de años, de hecho, el asteroide más pequeño quedó casi completamente libre de polvo fino. El asteroide similar a Eros, sin embargo, permaneció polvoriento.

Hsu señaló que este efecto de limpieza podría ayudar a impulsar las órbitas de los pequeños asteroides. Explicó que los asteroides migran porque la radiación del sol los empuja lentamente con el tiempo. Basado en investigaciones previas de otros científicos, sospecha que los asteroides cubiertos de rocas pueden moverse más rápido que los que parecen más polvorientos.

Él y sus colegas pronto podrán obtener más evidencia para respaldar sus cálculos. En menos de 3 meses, un NASA La misión llamada Prueba de redirección de doble asteroide (DART) visitará un par de asteroides más pequeños, y Hsu estará observando qué tan polvorientos están.

«Tendremos nuevas imágenes de la superficie para probar nuestra teoría», dijo. «Es bueno para nosotrospero también un poco estresante».