En este momento, la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA)
Hayabusa2 la nave espacial está ocupada explorando el asteroide 162173 Ryugu. Al igual que su predecesor, esto consiste en una misión de retorno de muestra, donde el regolito de la superficie del asteroide será llevado a casa para su análisis. Además de contarnos más sobre el Sistema Solar temprano, se espera que estos estudios arrojen luz sobre el origen del agua de la Tierra (y tal vez incluso la vida).
Mientras tanto, los científicos aquí en casa han estado ocupados examinando las muestras devueltas de 25143 Itokawa por el Hayabusa1 astronave. Gracias a un estudio reciente realizado por un par de cosmoquímicos de la Universidad Estatal de Arizona (ASU), ahora se sabe que este asteroide contenía abundantes cantidades de agua. A partir de esto, el equipo estima que hasta la mitad del agua en la Tierra podría provenir de impactos de asteroides y cometas hace miles de millones de años.
Este estudio, que fue la primera vez que se examinaron las muestras de la superficie de un asteroide en busca de agua, apareció recientemente en la revista Avances de la ciencia. El equipo de estudio consistió en Ziliang Jin y Maitrayee Bose, un erudito postdoctoral y profesor asistente en la Escuela de Exploración de la Tierra y el Espacio (SESE) de ASU.
El consenso científico actual es que los asteroides están compuestos de material sobrante de la formación del Sistema Solar. Por lo tanto, se espera que el estudio de estos cuerpos revele cosas sobre su historia y evolución tempranas. Lo que encontraron Jin y Bose, después de examinar las muestras proporcionadas por JAXA, fue que estaban enriquecidas en agua en comparación con el promedio de los objetos encontrados en el Sistema Solar interior.
Y Bose indicó en una entrevista con ASU ahora, este estudio fue posible gracias a la cooperación entre la ASU y JAXA, aunque se sorprendieron al escuchar lo que ella y Jin estaban buscando:
“Fue un privilegio que la agencia espacial japonesa JAXA estuviera dispuesta a compartir cinco partículas de Itokawa con un investigador estadounidense. También se refleja bien en nuestra escuela ... Hasta que lo propusimos, nadie pensó en buscar agua. Me complace informar que nuestra corazonada valió la pena ".
Para estudiar las cinco muestras, cada una de las cuales
En dos de las cinco partículas, el equipo identificó el piroxeno, un mineral que (en la Tierra) tiene agua como parte de su estructura cristalina. Jin y Bose también sospecharon que los granos podrían contener trazas de agua, aunque no tenían claro cuánto. La larga historia de Itokawa habría incluido eventos de calefacción, impactos, choques
Las mediciones de NanoSIMS confirmaron esta hipótesis, revelando que los granos de la muestra eran ricos en agua. Pero lo sorprendente fue lo ricos que eran. Esto indica que los asteroides como Itokawa (que se consideran "secos") son capaces de albergar más agua de lo que los científicos pensaban anteriormente.
Debido a su composición, que está compuesta principalmente de minerales y metales de silicato, los científicos planetarios han designado a Itokawa como un asteroide de clase S. Con una longitud de solo 500 metros (1800 pies) y un diámetro de 215 a 300 (700 a 1000 pies), el asteroide rodea al Sol cada 18 meses a una distancia promedio de 1.3 UA, pasando dentro de la órbita de la Tierra un poco más allá de Marte .
Se cree que los objetos que son del tamaño de Itokawa son fragmentos que se separaron de asteroides de clase S más grandes. A pesar de ser pequeños, se cree que estos asteroides conservaron el agua y los materiales volátiles (nitrógeno, dióxido de carbono, metano, amoníaco, etc.) que tenían en la formación. Como Bose explicó:
“Los asteroides de tipo S son uno de los objetos más comunes en el cinturón de asteroides. Originalmente se formaron a una distancia del sol de un tercio a tres veces la distancia de la Tierra.”
Desde su estructura, que consiste en dos lóbulos principales sembrados de rocas (con diferentes densidades) que están unidos por una sección más estrecha, se cree que Itokawa es el remanente de un cuerpo parental que mide unos 19 km (12 millas) de ancho. Durante su historia, se habría calentado a entre 550 y 800 ° C (1000 y 1500 ° F) y habría sufrido múltiples impactos, con un gran evento que lo separó.
Como consecuencia, dos de los fragmentos se fusionaron para formar Itokawa, que asumió su tamaño y forma actuales hace unos 8 millones de años. A pesar de la ruptura catastrófica que condujo a su formación y al hecho de que los granos de la muestra estuvieron expuestos a impactos de radiación y micrometeoritos, los minerales aún mostraron evidencia de pérdida de agua en el espacio.
"Aunque las muestras se recolectaron en la superficie, no sabemos dónde estaban estos granos en el cuerpo original de los padres", dijo Jin. "Pero nuestra mejor suposición es que fueron enterrados a más de 100 metros de profundidad ... Los minerales tienen composiciones isotópicas de hidrógeno que son indistinguibles de la Tierra".
Lo que esto muestra es que los impactos de asteroides durante el bombardeo pesado tardío (ca. 4.1 a 3.800 millones de años atrás) fueron responsables de distribuir el agua a la Tierra poco después de formarse. Como agregó Bose, esto convierte a los asteroides de clase S en un objetivo de alta prioridad para las misiones de retorno de muestras en el futuro.
“Esto significa que los asteroides de tipo S y los cuerpos parentales de las condritas comunes son probablemente una fuente crítica de agua y varios otros elementos para los planetas terrestres. Y podemos decir esto solo debido a las mediciones isotópicas in situ en muestras devueltas de regolito de asteroides: su polvo superficial y rocas ".
Cuando esas misiones tengan lugar, ASU probablemente jugará un papel importante. En este momento, Bose está trabajando en la creación de una instalación de laboratorio limpio en ASU que, junto con NanoSIMS, será la primera instalación de universidad pública capaz de analizar muestras de material obtenido de asteroides y cuerpos en el Sistema Solar.
El profesor Meenakshi, director del Centro de Estudios de Meteoritos de ASU y el nuevo director del SESE, también forma parte del equipo de análisis que estudiará las muestras devueltas por el Hayabusa2 misión. La nave espacial dejará el asteroide Ryugu en diciembre de 2019 y está programado para regresar a la Tierra en diciembre de 2020.
ASU también es responsable de contribuir con el instrumento del espectrómetro de emisión térmica (OTES) a bordo de la NASA OSIRIS-REx nave espacial, que actualmente está realizando una misión de retorno de muestra con el asteroide cercano a la Tierra Bennu. Está previsto que OSIRIS-REx recolecte muestras de Bennu el próximo verano y las traiga de vuelta a la Tierra para septiembre de 2023.
Estas y otras misiones ampliarán la comprensión de los científicos sobre cómo surgió nuestro Sistema Solar e incluso podrían arrojar algo de luz sobre cómo comenzó la vida en nuestro planeta. Como Bose concluyó:
“Las misiones de retorno de muestra son obligatorias si realmente queremos hacer un estudio en profundidad de objetos planetarios. La misión de Hayabusa a Itokawa ha ampliado nuestro conocimiento de los contenidos volátiles de los cuerpos que ayudaron a formar la Tierra. No sería sorprendente que un mecanismo similar de producción de agua sea común para los exoplanetas rocosos alrededor de otras estrellas ".
