El misterio sobre el origen del extraño asteroide metálico Psyche

EP | 06/08/2021

Asteroide Psyche - SOUTHWEST RESEARCH INSTITUTE

El extraño asteroide metálico Psyche podría ser un asteroide primitivo que se formó más cerca del Sol de su posición actual en lugar de un núcleo de un protoplaneta fragmentado.

Es la propuesta alternativa que se refuerza con los hallazgos de un examen de las emisiones de longitud de onda milimétrica del asteroide metálico Psyche, que la NASA tiene la intención de visitar en 2026, y que ha producido el primer mapa de temperatura del objeto.

Los hallazgos, descritos en Planetary Science Journal, son un paso hacia la resolución del misterio del origen de este objeto inusual.

Psyche orbita alrededor del sol en el cinturón de asteroides, una región del espacio en forma de rosquilla entre la Tierra y Júpiter que contiene más de un millón de cuerpos rocosos que varían en tamaño desde 10 metros hasta 946 kilómetros de diámetro.

Con un diámetro de más de 200 kilómetros, Psyche es el más grande de los asteroides de tipo M, una clase enigmática de asteroides que se cree que son ricos en metales y, por lo tanto, potencialmente pueden ser fragmentos de los núcleos de protoplanetas que se rompieron como el formado el sistema solar.

"El sistema solar primitivo era un lugar violento, ya que los cuerpos planetarios se fusionaban y luego chocaban entre sí mientras se instalaban en órbitas alrededor del sol", dice Katherine de Kleer de Caltech, profesora asistente de ciencia planetaria y astronomía y autora principal del artículo. "Creemos que los fragmentos de los núcleos, mantos y costras de estos objetos permanecen hoy en forma de asteroides. Si eso es cierto, nos da nuestra única oportunidad real de estudiar directamente los núcleos de objetos similares a planetas".



Estudiar objetos tan relativamente pequeños que están tan lejos de la Tierra
(Psyche se desplaza a una distancia que oscila entre 179,5 y 329 millones de kilómetros de la Tierra) plantea un desafío importante para los científicos planetarios, razón por la cual la NASA planea enviar una sonda a Psyche para examinarla de cerca. Por lo general, las observaciones térmicas de la Tierra, que miden la luz emitida por un objeto en sí en lugar de la luz del sol reflejada en ese objeto, están en longitudes de onda infrarrojas y pueden producir imágenes de asteroides de solo 1 píxel. Sin embargo, ese píxel revela mucha información; por ejemplo, se puede utilizar para estudiar la inercia térmica del asteroide, o determinar con qué rapidez se calienta a la luz del sol y se enfría en la oscuridad.

"La baja inercia térmica se asocia típicamente con capas de polvo, mientras que una alta inercia térmica puede indicar rocas en la superficie", dice Saverio Cambioni de Caltech, académico postdoctoral en ciencia planetaria y coautor del artículo. "Sin embargo, es difícil distinguir un tipo de paisaje de otro". Los datos de ver cada ubicación de la superficie en muchos momentos del día brindan muchos más detalles, lo que lleva a una interpretación que está sujeta a menos ambigüedad y que proporciona una predicción más confiable del tipo de paisaje antes de la llegada de una nave espacial.

De Kleer y Cambioni, junto con el coautor Michael Shepard de la Universidad de Bloomsburg en Pensilvania, aprovecharon el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) en Chile, que entró en pleno funcionamiento en 2013, para obtener dichos datos. El conjunto de 66 radiotelescopios permitió al equipo mapear las emisiones térmicas de toda la superficie de Psyche a una resolución de 30 km (donde cada píxel mide 30 km por 30 km) y generar una imagen del asteroide compuesta por unos 50 píxeles.

Esto fue posible porque ALMA observó Psyche en longitudes de onda milimétricas, que son más largas (que van de 1 a 10 milímetros) que las longitudes de onda infrarrojas (típicamente entre 5 y 30 micrones). El uso de longitudes de onda más largas permitió a los investigadores combinar los datos recopilados de los 66 telescopios para crear un telescopio efectivo mucho más grande; cuanto más grande es un telescopio, mayor es la resolución de las imágenes que produce.

El estudio confirmó que la inercia térmica de Psyche es alta en comparación con la de un asteroide típico, lo que indica que Psyche tiene una superficie inusualmente densa o conductora. Cuando de Kleer, Cambioni y Shepard analizaron los datos, también encontraron que la emisión térmica de Psyche, la cantidad de calor que irradia, es solo el 60 por ciento de lo que se esperaría de una superficie típica con esa inercia térmica.

Debido a que la emisión superficial se ve afectada por la presencia de metal en la superficie, su hallazgo indica que la superficie de Psyche no es menos del 30 por ciento de metal. Un análisis de la polarización de la emisión ayudó a los investigadores a determinar aproximadamente qué forma adopta ese metal. Una superficie sólida y lisa emite luz polarizada bien organizada; la luz emitida por Psyche, sin embargo, se dispersó, lo que sugiere que las rocas en la superficie están salpicadas de granos metálicos.

"Sabemos desde hace muchos años que los objetos de esta clase no son, de hecho, metal sólido, pero lo que son y cómo se formaron sigue siendo un enigma", dice de Kleer. Los hallazgos refuerzan propuestas alternativas para la composición de la superficie de Psyche, incluido que Psyche podría ser un asteroide primitivo que se formó más cerca del sol de lo que es hoy en día en lugar de un núcleo de un protoplaneta fragmentado.

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