Las naves de la misión japonesa Hayabusa2 y OSIRIS-REx de la NASA han encontrado fragmentos exógenos dispersos por las superficies de los asteroides Ryugu y Bennu, de los que, respectivamente, van a traer algunas muestras a la Tierra. En el caso de Bennu, esas rocas externas proceden del asteroide Vesta.
Ryugu y Bennu son asteroides carbonáceos oscuros, con un brillo o albedo no superior al 4 o 5 %. Ambos son los objetivos principales, respectivamente, de las misiones Hayabusa2 de la agencia espacial japonesa JAXA y OSIRIS-REx de la NASA, con el propósito de recoger material de sus superficies y traerlo a la Tierra.
Al obtener las imágenes de alta resolución necesarias para la selección de las zonas idóneas de recogida de material, ambas naves encontraron rocas extremadamente brillantes en la superficie de los dos objetos, en contraste con el terreno oscuro de los alrededores.
Estas rocas brillantes fueron analizadas por los equipos de cada misión y los resultados han sido presentados en dos artículos simultáneos publicados en la revista Nature Astronomy.
Los investigadores Julia de León, Juan Luis Rizos Garcia, Javier Licandro y Eri Tatsumi del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y miembros del Grupo de Procesamiento de Imágenes (Image Processing Working Group, IPWG) de OSIRIS-REx, están entre los autores de ambos artículos.
“El equipo de Hayabusa2 encontró numerosas rocas brillantes en Ryugu a medida que las maniobras de aproximación se llevaban a cabo y se tomaban imágenes con la cámara de navegación óptica”, explica Tatsumi, autora principal del artículo en el que se presentan los resultados de Ryugu.
“Analizamos los colores en el visible de un total de 21 rocas brillantes, mayores de 10 cm, utilizando imágenes multibanda y clasificándolas en dos grupos espectrales: carbonáceas y rocosas. Seis de las rocas pertenecientes al segundo grupo eran significativamente brillantes y presentaban un espectro similar al que vemos para las condritas ordinarias, confirmado mediante datos obtenidos con el espectrómetro NIRS3, también a bordo de la nave”, añade la investigadora.
Los meteoritos condritas carbonáceas están compuestos principalmente por silicatos anhídridos y brillantes, como los piroxenos y los olivinos.
“Existe una familia de asteroides numerosa en la zona más cercana al Sol del cinturón principal de asteroides, el complejo Nysa-Polana-Eulalia, compuesto por una mezcla de asteroides carbonáceos (o primitivos) y rocosos. Creemos que Ryugu se originó en la familia Polana (primitiva), por lo que es probable que haya habido impactos entre asteroides de ambos tipos en esa región. Esto explicaría la presencia de material brillante en la superficie de Ryugu”, aclara Tatsumi.
Material del asteroide Vesta en Bennu
De forma similar, las rocas anómalas en la superficie de Bennu llamaron primeramente la atención del equipo de OSIRIS-REx en las imágenes del instrumento OCAMS. Encontraron seis rocas muy brillantes, con tamaños entre 1,5 y 4,3 metros.
Analizaron la luz proveniente de dichas rocas con el Espectrógrafo Visible e Infrarrojo (OSIRIS-REx Visible and Infrared Spectrometer, OVIRS) para tener más información sobre su composición. El espectro de las rocas era similar al de los piroxenos, y similar al que se observa en la superficie de Vesta (uno de los objetos más grandes del cinturón de asteroides), y los vestoides, pequeños fragmentos de Vesta originados por colisiones contra su superficie.
"Encontramos seis rocas que varían en tamaño de 1,5 a 4,3 metros esparcidas por el hemisferio sur de Bennu y cerca del ecuador", dice la coautora Daniella DellaGiustina, del Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Arizona (EE UU). "Estas rocas son mucho más brillantes que el resto de Bennu y coinciden con el material de Vesta".
Aunque se han valorado diversas posibilidades, "nuestra hipótesis principal es que Bennu heredó este material de su asteroide padre después de que un vestoide (un fragmento de Vesta) golpeara al padre", explica Hannah Kaplan del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA. "Luego, cuando el asteroide padre fue destruido catastróficamente, una parte de sus escombros se acumuló bajo su propia gravedad en Bennu, incluida parte del piroxeno de Vesta".
Estos son los primeros descubrimientos de material de tipo exógeno en asteroides como Ryugu o Bennu, considerados ‘pilas de escombros’ o rubble-pile.
“Los asteroides de tipo rubble-pile son el resultado de colisiones catastróficas de objetos parentales más grandes y de la posterior reacumulación de esos fragmentos más pequeños por el efecto de la gravedad”, explica Julia de Léon.
Esto implica que los materiales del cuerpo originario y el asteroide que impacta pueden mezclarse durante el proceso que da lugar a los asteroides de tipo rubble-pile.
El equipo de OSIRIS-REx encontró basaltos exógenos en Bennu, mientras que el equipo de Hayabusa2 encontró material de tipo condrita ordinaria en Ryugu. “Estos dos tipos de materiales son difícilmente producidos en el mismo asteroide, lo que sugiere objetos progenitores e historias colisionales diferentes para Ryugu y Bennu, aunque ambos asteroides se originaran en la región más interior del cinturón de asteroides de acuerdo a sus órbitas”, comenta Tatsumi.
La misión Hayabusa2 llevó a cabo con éxito dos maniobras de contacto el 21 de febrero y el 11 de julio de 2019 para recoger material de la superficie de Ryugu, y la nave se encuentra actualmente en su viaje de retorno a la Tierra, a la que llegará con las muestras en diciembre de este año.
Por su parte, la misión OSIRIS-REx realizará un primer intento de recogida de muestras en Bennu en octubre de este año, y está previsto que regrese a la Tierra en el 2023.
“Las muestras recogidas podrían incluir pequeñas cantidades del material exógeno encontrado en estas rocas brillantes y su análisis revelará con detalle las historias de estos dos asteroides tan asombrosos”, sentencia Tatsumi.
mágenes de diferentes tipos de rocas brillantes en la superficie de Ryugu (a la izquierda) y Bennu (a la derecha) en contraste con el terreno oscuro. / Hayabusa2 (JAXA) / OSIRIS-REx (NASA)
Referencias:
Tatsumi et al. “Collisional history of Ryugu’s parent body from bright surface boulders”, Nature Astronomy, 2020, DOI: 10.1038/s41550-020-1179-z
DellaGiustina et al. “Exogenic basalt on asteroid (101955) Bennu”, Nature Astronomy, 2020. DOI: 10.1038/s41550-020-1195-z
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