El asteroide donde llueven piedras

Dante Lauretta, investigador principal de OSIRIS-REx y profesor en la Universidad de Arizona en Tucson, Estados Unidos, se ha mostrado sorprendido ante el hallazgo de las plumas de partículas eyectadas desde la superficie de Bennu: «Es la mayor sorpresa de mi carrera científica», ha dicho, antes de destacar el descubrimiento de que el terreno es más difícil de lo previsto: «Bennu ya nos está sorprendiendo y apenas hemos comenzado nuestro increíble viaje».

Imagen captada el 19 de enero de una rociada de partículas procedentes de la superficie de Bennu. A causa de esto, se le considera como un asteroide activo - NASA/Goddard/University of Arizona/Lockheed Martin


En enero de este año, las cámaras de la OSIRIS-REx detectaron unos puntos brillantes contra el fondo de estrellas, y después se averiguó que se trataba de partículas procedentes de la superficie de Bennu. Los estudios han revelado que son partículas que tienen unos tamaños de hasta diez centímetros de largo que salen eyectadas a velocidades de unos pocos centímetros a incluso tres metros por segundo.
Se ha descartado que puedan suponer un peligro para la sonda, que orbita el asteroide a una distancia de menos de dos kilómetros, pero aún se desconoce cuál puede ser su origen. «No sabemos por qué ocurre esto. Es muy interesante», ha dicho Lauretta. De hecho, ha resaltado, de los 300.000 asteroides que se conocen, solo una docena son activos y generan este tipo de plumas de partículas. En gran parte, esto podría ocurrir porque resulta difícil detectar estas pequeñas partículas desde la Tierra.

 Aterrizaje peligroso

Otro de los descubrimientos implica que la superficie de Bennu no le pondrá las cosas fáciles a la sonda a la hora de recoger muestras de grava y polvo de la superficie: está repleta de rocas y grandes bloques de varios metros de largo, que no solo ponen difícil recoger muestras del asteroide, sino que también ponen en peligro a la propia nave.
La sonda está diseñada para aterrizar en un parche de terreno con una precisión de 25 metros, operando en el espacio profundo a 300.000 kilómetros de distancia de la Tierra, pero los investigadores esperan poder afinar más las operaciones, escoger una buena zona y recuperar muestras que puedan llegar a la Tierra en 2023.
Otra de las cosas que ha sorpendido a los científicos de la NASA es la región ecuatorial del asteroide. Es más ancha que los polos, probablemente porque la alta velocidad de giro del asteroide deforma su estructura y desplaza materiales hacia esas regiones. El problema es que la presencia de impactos en esta zona indican que se formó de un modo muy temprano en la vida de este asteroide, lo que no encaja con las ideas que se tienen sobre su giro: se cree que comenzó a girar más recientemente, a causa del efecto YORP (Yarkovsky-O´eefe-Radzievskii-Paddack), que genera rotación debido al calentamiento y enfriamiento desigual en la superficie de Bennu, gracias a la radiación solar.


¿Por qué el asteroide Bennu está lanzando partículas de roca al espacio?

Los científicos están intrigados ante este extraño comportamiento, que observan muy de cerca con la sonda Osiris-Rex

El gráfico muestra la eyección de partículas detectada por Osiris-Rex el pasado 19 de enero - Lauretta et al. Science 2019

En diciembre de 2018, la misión Osiris-Rex, de la NASA, llegó hasta el asteroide Bennu, una roca espacial de unos 500 metros de diámetro. Y apenas una semana después descubrió en ella algo muy extraño: la roca estaba expulsando partículas al espacio. La cámara de navegación de la sonda ya había detectado las partículas previamente, pero al principio los científicos de la misión pensaron que se trataba del fondo de estrellas. Un análisis más detallado reveló que en realidad se trataba de pequeños fragmentos de la propia roca.
Los asteroides que pierden masa se denominan «activos» o «cometas del cinturón principal», porque en ocasiones dejan rastros temporales de polvo y escombros que recuerdan a la cola de los cometas. Cuando los astrónomos detectaron por primer vez esta clase de asteroides, creyeron que el rastro estaba formado de hielo en polvo, como sucede con los auténticos cometas. Pero hoy se sabe que hay otros mecanismos que son capaces de hacer que un asteroide sea activo.
Lo cierto es que hasta ahora no se han encontrado muchos de estos asteroides, y la mayoría de los que se han visto pierden una cantidad tal de material que resultan perfectamente identificables desde los telescopios en tierra. En general, los asteroides suelen ser estables y, de hecho, Bennu se había considerado como tal. Hasta ahora.

¿Por qué Bennu está activo?

Tras su extraño descubrimiento, los científicos de la Osiris-Rex quisieron saber más, y modificaron los objetivos de la misión pra estudiar de cerca uno de estos raros ejemplares. «Entre las muchas sorpresas de Bennu -explica Dante Lauretta, investigador principal de Osiris Rex- las eyecciones de partículas despertaron nuestra curiosidad, y hemos psado los últimos meses investigando el misterio. Esta es una gran oportunidad para ampliar nuestros conocimientos sobre el comportamiento de los asteroides».
Hay varias causas que pueden explicar la actividad de asteroides como Bennu. Sublimación de hielo, impactos, inestabilidad rotacional, fracturas térmicas y repulsión electrostática son solo algunas de ellas. Lauretta y sus colegas acaban de presentar sus conclusiones en un artículo publicado en Science.
El propio título del artículo, «Episodios de eyección de partículas desde la superficie del asteroide activo Bennu» , deja claro que la emisión no es continua, sino episódica. En su trabajo, los investigadores se han centrado en los tres mayores eventos de eyección detectados: el 6 y el 19 de enero y el 11 de febrero de este año. El mayor de los tres fue el primero, en el que fueron detectadas hasta 200 partículas saliendo de Bennu. Los fragmentos viajaban a cerca de tres metros por segundo y su tamaño variaba desde los dos hasta los diez cm.
Llama la atención que los tres episodios estudiados tuvieron lugar en diferentes localizaciones del asteroide, uno en su hemisferio sur y dos en el ecuador. Pero los tres ocurrieron alrededor del mediodía.
Los científicos comprobaron que tras su salida del asteroide, a las partículas podían sucederles dos cosas: o bien orbitaban alrededor de Bennu durante unos días para volver a caer después sobre su superficie; o bien se dirigían directamente al espacio. Tras descartar varias de las posibles causas, los científicos las redujeron a tres: impactos de meteoritos, fractura por estrés térmico y liberación de agua.

Posibles impactos

El vecindario de Bennu es un lugar muy transitado, con numerosas rocas espaciales de pequeñas dimensiones zumbando continuamente a su alrededor. Por eso, una posibilidad era que algunas de ellas golpearan Bennu sin ser vistas por Osiris-Rex y levantaran pequeños fragmentos con sus impactos.

El asteroide Bennu, fotografiado a solo 5 km de distancia - NASA/Goddard/Universidad de Arizona

¿Una fractura térmica?

En cuanto a la fractura por estrés térmico, resulta que el periodo de rotación de Bennu e de 4,3 horas, y durante ese tiempo la temperatura de su superficie varía mucho. Recordemos que los tres eventos detectados tuvieron lugar cerca del mediodía, justo cuando la temperturas pasan de las mínimas nocturnas a las máximas diurnas. Durnte esos cambios, se pueden producir grietas en la roca y expulsión de pequeños fragmentos.

Posible liberación de agua

Por ultimo está la posibilidad de liberación de agua. Y se da el caso de que Bennu contiene una importante cantidad de arcillas ricas en agua. El calentamiento diurno puede hacer que ese agua se expanda, creando presión a medida que intenta escapar de la roca. Una presión que puede acumulares en grietas y huecos y hacer que muchas partículas queden sueltas.
Por supuesto, la verdad podría no ser ninguna de estas tres posibilidades, y esconderse tras otros múltiples procesos que tienen lugar sobre la superficie del asteroide. O incluso ser una mezcla de varias de esas posibles causas. «Por ejemplo -explica Steve Chesley, uno de los firmantes del artículo- la fractura térmica podría estar cortando el material de la superficie en pedazos pequeños, haciendo que sea mucho más fácil para los impactos de meteoritos lanzar piedras al espacio».
Durante el próximo verano, Osiris-Rex recogerá muestras de la superficie de Bennu y las traerá a la Tierra, en 2023. Y es posible que entre ellas haya varias que hayan sido expulsadas y que hayan vuelto después a caer sobre el asteroide. No será facil determinar qué parte de la muestra, si es que hay alguna, corresponde a material expulsado, pero los investigadores creen que no es una labor imposible.
Mientras llega ese momento, Osiris-Rex seguirá estudiando Bennu de cerca. Y buscando en él nuevas e intrigantes sorpresas.

¿A dónde han ido a parar las rocas lanzadas al espacio por el asteroide Bennu?

Los científicos empiezan a comprender la insólita actividad en la superficie de este cuerpo con forma de diamante

El asteroide Bennu, expulsando partículas de su superficie el 6 de enero de 2019 - NASA / Goddard / Universidad de Arizona

Que el primitivo Bennu tenga afición a disparar cosas no es nada convencional. Por lo general, son los cometas, no los asteroides, los que están activos. Los cometas están compuestos de hielo, roca y polvo. A medida que el Sol calienta el hielo, el vapor emana de la superficie, el polvo y trozos del núcleo del cometa se pierden en el espacio y se forma una de esas largas colas polvorientas tan vistosas. Los asteroides, sin embargo, están compuestos principalmente de roca y polvo (y quizás una cantidad menor de hielo), por lo que suelen ser mucho menos animados. Pero no todos.
El lanzamiento de partículas en Bennu sorprendió a los científicos, que han pasado el último año investigándolo. Las cámaras en OSIRIS-REx detectaron partículas de roca proyectadas al espacio repetidamente durante una inspección del asteroide en enero de 2019. Uno de los estudios, dirigido por el Laboratorio de Propulsión a Reacción (JPL) de la NASA en el sur de California, encontró que la mayoría de estos trozos de roca del tamaño de un guijarro, que suelen medir alrededor de 7 milímetros volvieron a Bennu bajo la débil gravedad del asteroide después de un salto corto, a veces incluso rebotando hacia el espacio después de chocar con la superficie. Otros tardaron más en volver a la superficie, permaneciendo en órbita unos días y a hasta 16 revoluciones. Y otros fueron expulsados con suficiente empuje para escapar por completo de los alrededores de Bennu.
Peligro para la nave

Pero, ¿es peligroso este lanzamiento de rocas para OSIRIS-REx? En promedio, solo se expulsan una o dos por día y, debido a que se encuentran en un entorno de muy baja gravedad, la mayoría se mueven lentamente. Representan una pequeña amenaza para la sonda, que intentará aterrizar brevemente en el asteroide el 20 de octubre para recoger material de la superficie. Ese material puede incluir partículas que fueron expulsadas antes de volver a caer a la superficie. Si todo sale según lo planeado, la nave espacial regresará a la Tierra en septiembre de 2023 con un alijo que nos ayudará a entender mejor nuestros propios orígenes.

El antiguo asteroide Bennu contiene los ingredientes necesarios para la vida

Las revelaciones de la sonda OSIRIS-REx de la NASA generan expectación por su misión de muestreo, que tendrá lugar en las próximas semanas.
articulo original - viernes, 9 de octubre de 2020 - Por Michael Greshko
Bennu, un asteroide próximo a la Tierra, es un poco más largo y ancho que el Empire State. Es el asteroide con las mayores probabilidades de impactar en la Tierra en los próximos 150 años. Desde finales de 2018, la sonda OSIRIS-REx ha revelado los secretos de Bennu con detallados estudios orbitales.
Fotografía de NASA/Goddard/Universidad de Arizona

Desde la distancia, el asteroide Bennu parece una peonza de 30 metros de ancho que flota en el espacio. Pero ahora los científicos cuentan con una imagen en primer plano gracias a la sonda OSIRIS-REx de la NASA, que tomará muestras de la superficie del asteroide el próximo 20 de octubre. Las nuevas observaciones revelan que el terreno y los orígenes de Bennu son más intrigantes y complejos de lo que podrían haber soñado los científicos.
En seis estudios publicados hoy en las revistas Science y Science Advances, el equipo de OSIRIS-REx presenta nuevos datos cartográficos en alta resolución, recopilados desde la llegada de la sonda a Bennu en 2018. En su conjunto, los estudios presentan nuevos detalles sobre el cuerpo celeste más pequeño orbitado por una sonda, datos que llenan lagunas cruciales en la comprensión científica de los asteroides.
Los astrónomos pueden cartografiar asteroides desde la distancia mediante telescopios, pero solo hasta cierto punto, con la precisión de áreas del tamaño de ciudades o estados. El estudio de los meteoritos, que los científicos pueden examinar de cerca, ayuda a llenar los vacíos a pequeña escala, pero no pueden revelarlo todo. «Estas mediciones vinculan esas dos escalas y nos ayudan a ver detalles que no podríamos ver de otro modo», afirma Andy Rivkin, científico planetario del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins que no participó en el estudio de Bennu.
En particular, este asteroide podría contener pistas sobre los orígenes de la vida, por eso la NASA lanzó la OSIRIS-REx en 2016 para tomar muestras de su superficie. Bennu forma parte de una población de asteroides que contienen moléculas orgánicas con carbono —ingredientes esenciales para la vida tal y como la conocemos en la Tierra— y minerales alterados en la presencia de agua. Los investigadores sospechan que al menos algunas de las moléculas orgánicas y el agua proceden de asteroides, así que objetos como Bennu podrían haber sembrado la Tierra con las sustancias químicas necesarias para la vida.
Bennu también plantea un posible riesgo de seguridad para nuestro planeta. Su órbita se cruza con la de la Tierra y hay una posibilidad de uno entre 2700 de que colisione con nuestro planeta a finales del siglo XXII, de ahí que sea importante estudiar minuciosamente el asteroide.
Un mapa global de Bennu creado mediante espectroscopia infrarroja destaca las zonas ricas en materiales que contienen carbono, como las moléculas orgánicas y los minerales carbonatos (rojo). Las venas en algunas de las rocas sugieren que el agua inundó el asteroide que engendró Bennu en el sistema solar primitivo. Fotografía de Simon et al., Science (2020)


Orígenes acuosos

Aunque muchas de las rocas que componen Bennu se remontan a la infancia del sistema solar, el propio Bennu es el producto de un caos más reciente. Los investigadores creen que hace unos mil millones de años, una gran colisión en el cinturón de asteroides destruyó un objeto de 96 kilómetros de diámetro. El cataclismo produjo una gran cantidad de desechos que formaron una población de asteroides más pequeños, entre ellos Bennu.
Cuando el cuerpo que engendró Bennu aún era joven, poseía el calor suficiente para mantener agua líquida. Conforme esta agua goteaba por el asteroide, depositó poco a poco minerales carbonatos dentro de las fracturas por las que pasaba. Más adelante, cuando la gravedad esculpió Bennu a partir de los restos de aquel asteroide, algunas de estas venas minerales primordiales sobrevivieron dentro de las rocas que ahora salpican la superficie de Bennu.
Las venas de carbonatos más grandes que se han observado hasta ahora miden más de un metro de largo. La anchura y el tamaño de las venas quieren decir que, durante miles —o millones— de años, el cuerpo del que surgió Bennu tuvo una cantidad considerable de actividad hidrotermal.
«Por eso exploramos el espacio», dice Hannah Kaplan, científica planetaria del Centro Goddard de Vuelo Espacial de la NASA, miembro del equipo de OSIRIS-REx y coautora del estudio. «No esperábamos ver este tipo de cosas, no pueden verse desde la Tierra y necesitamos orbitar cerca del asteroide para verlas».
Las venas de carbonatos han salido a la luz después de que la OSIRIS-REx recopilara una gran cantidad de datos en alta resolución. Rivkin explica que un instrumento a bordo de la sonda analizó la composición superficial del asteroide a una resolución equivalente al tamaño de una cancha de baloncesto. Otro cartografió la variación de colores de Bennu a una escala equivalente a una hoja de papel y un instrumento obtuvo imágenes de algunas partes de la superficie de Bennu a la escala de un sello.

Una roca espacial extraña

Bennu es un asteroide poroso, una «pila de escombros» que se mantienen unidos por su propia gravedad, que es menos de ocho millonésimas de la gravedad de la Tierra. Por eso la exploración de este extraño mundo es como una aventura en el País de las Maravillas.
Durante el periodo que pasó orbitando el asteroide, OSIRIS-REx ha revelado todo tipo de detalles imprevistos. Por ejemplo, ha observado cómo salían disparadas algunas rocas de la superficie de Bennu, algo que probablemente se deba al calor del Sol. La sonda ha detectado fragmentos de otro asteroide, Vesta, entre las rocas de Bennu reconociendo las rocas que contenían la mezcla de materiales característica de Vesta.

La concepción artística de la sonda OSIRIS-REx de la NASA a punto de tomar una muestra del asteroide Bennu. Fotografía de NASA/Goddard/Universidad de Arizona


En los nuevos estudios, los investigadores han hallado dos tipos de roca en la superficie, una más fuerte y otra más débil. También han observado variaciones sutiles en el color del asteroide, en la capacidad para retener calor y en la densidad local, así como en el terreno de los hemisferios norte y sur. Estos factores podían ser pistas sobre la formación y la erosión de Bennu en el vacío del espacio.

El traicionero lugar de muestreo, llamado Nightingale («Ruiseñor»), incluye una roca de 14 metros de ancho y tres pisos de alto (centro de la imagen) apodada Mt. Doom («monte Perdición»). Fotografía de NASA/Goddard/Universidad de Arizona (Mosaico de 55 imágenes)

La OSIRIS-REx confirmó que las moléculas orgánicas que contienen carbono cubren casi la mitad de la superficie de Bennu. Por las evidencias extraídas de los meteoritos, los científicos habían sospechado que estas moléculas abundaban en Bennu. Pero confirmar esa teoría genera confianza sobre el valor del intento de muestreo de OSIRIS-REx del 20 de octubre.
En menos de dos semanas, la sonda descenderá al lugar de aterrizaje en un cráter llamado «Nightingale» («Ruiseñor»), una de las muchas formaciones del asteroide a las que los científicos han puesto nombre de aves. En cuestión de segundos, recogerá al menos 60 gramos de granos y guijarros del asteroide. A continuación, la OSIRIS-REx ascenderá y volverá a la Tierra; su llegada está prevista para 2023.

En un simulacro, el brazo de muestreo de la sonda OSIRIS-REx se acerca a la superficie de Bennu. El fin de esta maniobra es perforar y recoger al menos unos gramos de material y posiblemente hasta dos kilos. Fotografía de NASA/Goddard/Universidad de Arizona

«Cualquier muestra que traiga, independientemente de su ubicación, debería tener minerales hidratados y materiales que contengan carbono», afirma Amy Simon, científica del Centro Goddard de Vuelo Espacial de la NASA, miembro del equipo de la OSIRIS-REx y coautora del estudio.
Planificar la maniobra ha sido difícil. La OSIRIS-REx se diseñó asumiendo que la superficie de Bennu estaba cubierta de material fino. En cambio, está cubierta de rocas del tamaño de edificios pequeños. Para trazar una trayectoria segura hasta la superficie, los investigadores tuvieron que cartografiar el asteroide con una precisión milimétrica e incluso mejorar el software de navegación de la sonda en plena misión.
Faltan menos de dos semanas para este intento de muestreo decisivo y los científicos de la OSIRIS-REx sienten cómo aumenta el entusiasmo. «Aún no estoy nerviosa, pero si me preguntas el día del muestreo, será harina de otro costal», dice Simon entre risas. «Toco madera, ha sido una experiencia increíble».