Los montículos de Arrokoth dan pistas sobre cómo se forman los planetesimales

Situado en el cinturón de Kuiper, a más de 6.600 millones de kilómetros de la Tierra, Arrokoth es el objeto más distante jamás visitado por una nave espacial. Los astrónomos creen que esta roca plana con forma de maní es un planetesimal, un cuerpo de guijarros y polvo fusionados que forman los componentes básicos de los planetas. Pero una serie de montículos redondeados en los dos lóbulos de Arrokoth ha intrigado a los científicos desde que la sonda New Horizons de la NASA los detectó mientras volaba en enero de 2019. Ahora, los datos de esa misión muestran que los montículos probablemente se formaron como objetos separados que más tarde se fusionaron.

Los astrónomos creen que Arrokoth adquirió su forma única de doble lóbulo cuando dos objetos orbitaban cada vez más cerca uno del otro hasta que se encontraron suavemente. La superficie lisa del cuerpo, casi desprovista de cráteres, es radicalmente diferente de la de los asteroides cubiertos de cráteres.

Como planetesimal, Arrokoth probablemente se habría formado cuando una enorme nube de guijarros y polvo colapsó bajo su propia gravedad en un proceso conocido como inestabilidad de la transmisión. Pero aún se desconoce por qué tiene montículos que se asemejan a la superficie de una frambuesa.

Para desentrañar este misterio, los investigadores analizaron todos los aspectos mensurables de Arrokoth observados durante el sobrevuelo de New Horizons, incluido el color, la reflectividad, el albedo y la reflectancia de los montículos, para producir mapas geológicos detallados de la superficie del objeto.

Los mapas revelaron una docena de montículos interconectados de 5 kilómetros de diámetro en el lóbulo más grande y tres más en el lóbulo más pequeño. La evidencia de montículos adicionales en el lóbulo más pequeño probablemente fue destruida por un impacto.

«Creo que es sorprendente que haya sido sólo un sobrevuelo rápido, y todavía están analizando y descubriendo más datos», dijo el astrofísico. Hubert Klahr del Instituto Max Planck de Astronomía en Alemania, que no participó en el estudio. Los investigadores «hacen un trabajo muy cuidadoso con el mapeo; es simplemente asombroso», dijo.

Los montículos son casi idénticos pero aún se pueden distinguir, lo que sugiere que tienen un origen común, dijo el investigador principal de New Horizons. Alan Sternquien presentó los hallazgos en la 55ª Reunión Anual de la División de Ciencias Planetarias de la Sociedad Astronómica Estadounidense en San Antonio y en Un papel publicado en Revista de ciencia planetaria.

Las observaciones sugirieron que debe haber una fase intermedia en el proceso de inestabilidad actual que produce estas unidades similares, que luego se fusionan para formar lóbulos más grandes con forma de frambuesa, según Stern y sus colegas.

Un tamaño preferido

Algunos científicos están intrigados por los resultados, pero no ven cómo el proceso de inestabilidad del flujo podría producir tantos cuerpos pequeños que se fusionan para formar un cuerpo más grande. «Estos pequeños progenitores aún no se han visto en simulaciones de inestabilidad en tiempo real», dijo el astrofísico y científico planetario. Anders Johansen de la Universidad de Lund, que no participó en el estudio. Pero estas simulaciones, explicó Anders, son todavía muy primitivas y carecen de detalles sobre la adhesión y fragmentación de los guijarros durante el colapso y sobre el momento angular de la nube de guijarros, que determina el resultado en términos del número de planetesimales.

«Tal vez todavía falta algo», dijo Johansen.

Klahr, sin embargo, dijo que algunas de sus últimas simulaciones de colapso de nubes muestran que en el cinturón de Kuiper, el colapso gravitacional podría producir cientos de objetos que luego podrían agregarse para formar objetos como Arrokoth. Las simulaciones suelen dar como resultado unos pocos objetos más grandes que absorben la mayor parte de la masa disponible, pero también aparecen muchos objetos de 5 y 10 kilómetros de diámetro. «También se forman y acumulan en cosas más grandes», dijo Klahr.

Las observaciones de New Horizons podrían ayudar a calibrar mejor estas simulaciones, dijo Klahr. Los investigadores ahora pueden jugar con las condiciones iniciales en simulaciones para modificar el resultado observado.

Para mejorar las simulaciones, los investigadores necesitan más observaciones y mejores datos. «Necesitamos obtener buenas estadísticas para poder crear buenos modelos», dijo Klahr. «La importancia es obvia: estos planetesimales son necesarios; sin ellos nunca tendremos un sistema planetario».

Las misiones futuras deberían estar alerta de puntos de estructuras similares en otros órganos, dijo Stern. Señaló a la NASA lucía misión, actualmente en ruta hacia los asteroides troyanos de Júpiter, un revoltijo de objetos capturados por la inmensa gravedad del planeta gigante. «Estaremos atentos a esto», dijo Stern, que forma parte del equipo de Lucy.

—Javier Barbuzano (@javibarbuzano), escritor científico

Cita: Barbuzano, J. (2023), Los montículos de Arrokoth sugieren cómo se forman los planetesimales, Éos, 104, https://doi.org/10.1029/2023EO230434. Publicado el 17 de noviembre de 2023.

Texto © 2023. Los autores. CC BY-NC-ND 3.0
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