Los científicos tienen la suerte de tener vistas detalladas y de cerca de los asteroides cercanos a la Tierra Bennu y Ryugu. Ambos asteroides tienen forma de diamante, por alguna razón. ¿Por qué? Hasta ahora, ha sido un rompecabezas.
Ahora, un equipo de científicos ha abordado la pregunta y es posible que haya encontrado la respuesta.
El asteroide Bennu desde una distancia de 24 km (15 millas) capturado por la PolyCam en OSIRIS-REx. La nave espacial ha detectado agua en Bennu. En la parte inferior derecha de la línea de terminación está la gran roca. La imagen es un mosaico construido con 12 imágenes. Créditos de imagen: NASA / Goddard / University of Arizona.
Los asteroides son un objetivo de estudio continuo para los científicos. Son remanentes del Sistema Solar primordial, material que no fue arrastrado por la formación de planetas. La mayoría de ellos se encuentran en el cinturón de asteroides, donde son difíciles de estudiar.
Pero algunos de ellos se han escapado del cinturón y se han acercado a la Tierra. Estos asteroides cercanos a la Tierra brindan a los científicos la mejor oportunidad para estudiarlos. Se han enviado naves espaciales tanto a Ryugu como a Bennu para recolectar muestras y devolverlas a la Tierra. Mientras estaban allí, tanto la nave espacial japonesa Hayabusa 2, que visitó Ryugu, como el OSIRIS-REx de la NASA, que visitó Bennu, estudiaron intensamente sus objetivos de asteroides, incluida la recopilación de imágenes detalladas.
Ambos son asteroides de “pila de escombros”, lo que significa que están formados por trozos de material más pequeño unidos por gravedad, y ambos tienen forma de diamante. Ambos también giran rápidamente.
Los asteroides cercanos a la Tierra Bennu (l) y Ryugu (r). Ambos son asteroides de pila de escombros y ambos tienen forma de diamante. Crédito de la imagen a la izquierda: NASA / Goddard / University of Arizona – Dominio público. Crédito de imagen derecho: por ISAS / JAXA, CC BY 4.0
Un grupo de investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST) y la Universidad de Rutgers ha publicado un artículo que explica la forma de diamante de los asteroides. El artículo se titula “ Bennu y Ryugu: diamantes en el cielo. ”Se publica en la revista Granular Matter. El autor principal es el Dr. Tapan Sabuwala de OIST.
El hecho de que sean piezas de material más pequeñas y sueltas, significa que son como materia granular, en lugar de piezas de roca monolíticas más grandes. Entonces, para estudiarlos y a su forma de diamante, el equipo de científicos hizo uso de modelos de física granular. En este caso, un modelo de cómo fluyen los granos de arena ayudó a explicar la forma del diamante.
Este no es el primer intento de usar modelos para comprender las formas de los asteroides. Esos modelos se basaron en la rotación para explicar la forma, pero los modelos no resistieron las pruebas.
“Los modelos anteriores han atribuido estas formas de diamante a las fuerzas causadas por la rotación, lo que resultó en que el material fuera impulsado desde los polos hacia el ecuador”, dijo el autor principal del artículo, el Dr. Tapan Sabuwala. “Pero cuando se simularon los asteroides usando estos modelos, la forma era aplanada o asimétrica en lugar de diamante, por lo que sabíamos que algo no estaba bien”, explicó Sabuwala en un comunicado de prensa .
El comunicado de prensa que acompaña al estudio utilizó como ejemplo la arena que fluye a través de un embudo. A medida que se vierte arena, adquiere una forma cónica. Por supuesto, hay mucho más en un asteroide que en un simple montón de arena. Las fuerzas gravitacionales son muy diferentes. “Tuvimos que tener esto en cuenta en nuestro modelo, junto con el hecho de que la rotación del asteroide también juega un papel importante”.
A la izquierda hay una imagen del asteroide 101955 Bennu. A la derecha hay una simulación modelada del estudio. El modelo coincide claramente con la forma de diamante del asteroide. Crédito de la imagen: Sabuwala et al 2021.
Según el documento, la fuerza centrífuga jugó un papel importante en la forma de Bennu y Ryugu. Es más débil cerca de los polos de los asteroides, por lo que se acumula más material allí. Eso le da a los asteroides su apariencia distintiva. “Demostramos que esta acumulación da como resultado un aumento de las elevaciones en los polos, mientras que la migración centrífuga aumenta las elevaciones en el ecuador. Sin esta acumulación, los polos carecen de la elevación que son evidentes en Ryugu y Bennu ”, escriben los autores en su artículo.
Este trabajo se desvía de los modelos anteriores de otra manera importante. Muestra que los asteroides no se formaron con una forma diferente y luego se volvieron gradualmente en forma de diamante. En cambio, la forma de diamante se formó a medida que se formaba el asteroide y se acumulaba material. La forma de los asteroides solo cambió mínimamente con el tiempo.
“El modelo se basa en el principio de un ángulo crítico de reposo asumido por la caída de granos depositados en asteroides giratorios y apilados de escombros. Dado que el modelo está impulsado por la deposición, nuestros resultados sugieren, en primer lugar, que Bennu y Ryugu adquirieron sus formas características en los primeros tiempos y, en segundo lugar, que la remodelación posterior por otros efectos … puede ser mínima ”, escriben en el resumen del artículo.
A continuación, a los investigadores les gustaría observar otros asteroides de apilados de escombros que giran más lentamente. Esos tipos de asteroides deberían tener una forma más esferoidal ya que la fuerza centrífuga es más débil. Cuando redujeron la velocidad de rotación en su modelado, eso fue exactamente lo que resultó.
Cuando los investigadores redujeron la velocidad de rotación en los modelos, redujeron la fuerza centrífuga, lo que resultó en una forma más esferoidal. Crédito de la imagen: Sabuwala et al 2021.
“Hemos utilizado conceptos simples de cómo fluyen los granos para explicar cómo estos asteroides asumieron sus formas curiosas”, dijo el coautor, el profesor Chakraborty de OIST. “Que las ideas simples puedan iluminar problemas complejos es, para nosotros, quizás el aspecto más encantador de este trabajo”.
Fuente: Universe Today , por Evan Gough.
