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| Astrónomos del MIT y de otros lugares han cartografiado la composición del asteroide Psyche, revelando una superficie de metal, arena y roca. Crédito: Captura de pantalla por cortesía de la NASA |
El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, situado en el llano de
Chajnantor (Chile), permitió obtener imágenes de temperatura de (16) Psyche,
un asteroide de tipo M de unos 220 km de tamaño, con una resolución de 30
km/píxel, la más alta jamás alcanzada desde la Tierra. En una nueva
investigación, científicos del MIT, Caltech y la Universidad de Bloomsburg
analizaron estas imágenes para trazar un mapa del contenido metálico de los
primeros milímetros de la superficie del asteroide en función de la longitud y
latitud. Los nuevos mapas dan pistas sobre la historia de Psyche: sus regiones
rocosas podrían ser vestigios de un antiguo manto o la huella de impactos
pasados de rocas espaciales; los cráteres que contienen material metálico
apoyan la idea propuesta por estudios anteriores de que Psyche pudo haber
experimentado erupciones tempranas de lava metálica al enfriarse su antiguo
núcleo.
"La superficie de Psique es muy heterogénea", afirma el autor principal,
Saverio Cambioni, becario postdoctoral distinguido por Crosby en el
Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias (EAPS) del
MIT.
"Es una superficie evolucionada, y estos mapas confirman que los asteroides
ricos en metales son mundos interesantes y enigmáticos. Es otra razón para
esperar que la misión Psyche vaya al asteroide".
La superficie de Psyche ha sido objeto de numerosos esfuerzos previos de
cartografía.
Los investigadores han observado el asteroide utilizando varios telescopios
para medir la luz emitida por el asteroide en longitudes de onda infrarrojas,
que aportan información sobre la composición de la superficie de Psyche.
Sin embargo, estos estudios no han podido resolver espacialmente las
variaciones de composición en la superficie.
En cambio, el Dr. Cambioni y sus colegas pudieron ver a Psique con mayor
detalle, a una resolución de 30 km/píxel, utilizando la potencia combinada de
las 66 antenas de radio del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
(ALMA).
Cada antena de ALMA mide la luz emitida por un objeto en longitudes de onda
milimétricas, dentro de un rango que es sensible a la temperatura y a ciertas
propiedades eléctricas de los materiales de la superficie.
"Las señales de las antenas de ALMA pueden combinarse en una señal sintética
equivalente a la de un telescopio de 16 km de diámetro. Cuanto más grande sea
el telescopio, mayor será la resolución", dijo la Dra. Katherine de Kleer,
astrónoma de Caltech.
Los autores realizaron simulaciones de Psyche para ver qué propiedades de la
superficie podrían coincidir mejor con las emisiones térmicas medidas y
explicarlas.
En cada uno de los cientos de escenarios simulados, establecieron la
superficie del asteroide con diferentes combinaciones de materiales, como
zonas de diferente abundancia de metales.
Modelaron la rotación del asteroide y midieron cómo los materiales simulados
en el asteroide emitirían emisiones térmicas.
A continuación, buscaron las emisiones simuladas que mejor se ajustaran a las
emisiones reales medidas por ALMA. Ese escenario revelaría el mapa más
probable de los materiales de la superficie del asteroide.
"Hicimos estas simulaciones área por área para poder captar las diferencias en
las propiedades de la superficie", dijo el Dr. Cambioni.
Los investigadores elaboraron mapas detallados de las propiedades de la
superficie de Psyche, mostrando que la fachada del asteroide está
probablemente cubierta de una gran diversidad de materiales.
Confirmaron que, en general, la superficie de Psyche es rica en metales, pero
la abundancia de metales y silicatos varía a lo largo de su superficie. Esto
puede ser un indicio más de que, al principio de su formación, el asteroide
puede haber tenido un manto rico en silicatos que ha desaparecido desde
entonces.
También descubrieron que, al girar el asteroide, el material del fondo de una
gran depresión -probablemente un cráter- cambia de temperatura mucho más
rápido que el material del borde. Esto sugiere que el fondo del cráter está
cubierto por "estanques" de material de grano fino, como la arena en la
Tierra, que se calienta rápidamente, mientras que los bordes del cráter están
compuestos por materiales más rocosos y de calentamiento más lento.
"Los estanques de materiales de grano fino se han visto en asteroides
pequeños, cuya gravedad es lo suficientemente baja como para que los impactos
agiten la superficie y hagan que los materiales más finos se acumulen", dijo
el Dr. Cambioni.
"Pero Psyche es un cuerpo grande, así que si los materiales de grano fino se
acumularon en el fondo de la depresión, esto es interesante y algo
misterioso".
"Estos datos muestran que la superficie de Psique es heterogénea, con posibles
variaciones notables en su composición", dijo el Dr. Simone Marchi,
investigador del Instituto de Investigación del Suroeste.
"Uno de los principales objetivos de la misión Psyche es estudiar la
composición de la superficie del asteroide utilizando su espectrómetro de
rayos gamma y neutrones y un generador de imágenes en color".
"Por tanto, la posible presencia de heterogeneidades composicionales es algo
que el equipo científico de Psyche está deseando estudiar más".
Fuentes, créditos y referencias:
Saverio Cambioni, Katherine de Kleer, Michael Shepard. The Heterogeneous
Surface of Asteroid (16) Psyche.
DOI: 10.1029/2021JE007091