La primera observación directa del agua en la superficie de un asteroide se realizó utilizando un telescopio aéreo de infrarrojo cercano. Se detectó agua en dos asteroides pedregosos de tipo S, que se cree que nacieron secos. El descubrimiento podría proporcionar información sobre la compleja y agitada historia de los cuerpos menores del sistema solar y, en particular, sobre cómo sus órbitas pueden haber evolucionado con el tiempo.
"Existen algunas teorías que describen un evento que habría alterado el cinturón de asteroides", explica Anicia Arredondo del Instituto de Investigación del Suroeste en San Antonio, Texas. Arredondo lideró el equipo que encontró el agua y ella cuenta Mundo de la física, “Durante ese tiempo, el agua podría haber sido transferida a [asteroides tipo S]”.
Anteriormente se han detectado minerales hidratados, incluidos carbonatos, hidróxidos, filosilicatos y sulfatos, en la superficie de cientos de asteroides. Todas estas detecciones se realizaron estudiando la luz del infrarrojo cercano con longitudes de onda de alrededor de 3 micrones. Esta luz está asociada con el enlace oxígeno-hidrógeno que se encuentra en las moléculas de agua, así como con el grupo hidroxilo (OH) más simple. Como resultado, en los asteroides no fue posible distinguir entre agua e hidroxilo.
Jumbo
Para diferenciar entre agua e hidroxilo, el equipo de Arredondo recurrió a una misión conjunta de la NASA y la Agencia Aeroespacial Alemana llamada Observatorio Estratosférico de Astronomía Infrarroja (SOFÍA). Transportado por un Boeing 747SP que volaba hasta 13 km, SOFIA era un telescopio infrarrojo de 2.7 m de diámetro que miraba a través de una escotilla en el costado del avión.
En 2021, los astrónomos dirigidos por Casey Honníbol del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA utilizó SOFIA para Confirmar la existencia de moléculas de agua. en la cara de la Luna iluminada por el sol. Lo hizo detectando una señal de infrarrojo medio a 6.1 micrones, producida únicamente por el enlace químico de las moléculas de agua.
SOFIA realizó su último vuelo en 2022, pero no antes de que el grupo de Arredondo se asociara con Honniball para realizar observaciones similares de cuatro asteroides de tipo S que previamente se había descubierto que tenían la firma ambigua de 3 micrones.
SOFÍA PRONÓSTICO El instrumento pudo confirmar la presencia de moléculas de agua en la superficie de dos asteroides: 7 Iris y 20 Massalia. Los otros dos asteroides, 11 Parthenope y 18 Melpomene, resultaron ser demasiado débiles para que SOFIA pudiera determinar si tienen agua o no.
Pequeñas cantidades
En sus observaciones de la Luna, SOFIA descubrió que cada metro cúbico de regolito (material de la superficie) contenía aproximadamente un tercio de litro de agua. Las señales de Iris y Massalia sugieren cantidades igualmente pequeñas de agua en la superficie de esos asteroides.
Actualmente se desconoce qué forma adopta esta agua. Una posibilidad es que haya sido adsorbido sobre silicatos en el regolito, formando una película delgada. O el agua podría estar químicamente unida a minerales en el regolito.
Ambos escenarios implicarían que Iris y Massalia fueron creadas con esta agua en su lugar. Sin embargo, los astrónomos creen que los asteroides de tipo S se formaron cerca del Sol, donde las altas temperaturas habrían ahuyentado el agua.
Una tercera posibilidad es que el agua haya llegado a los asteroides inicialmente secos mediante colisiones con objetos que contienen agua. En este escenario, el agua quedaría atrapada dentro de microesferas de vidrio que se formaron durante las colisiones.
Planetas errantes
Los impactos podrían haber ocurrido en momentos en que se cree que algunos asteroides y planetas han cambiado sus órbitas. Varios modelos –incluidos Nice, Grand Tack y Jumping Jupiter– postulan que en las primeras etapas de la historia del sistema solar las órbitas de varios de los planetas cambiaron.
“Todos estos modelos describen el movimiento de los planetas gigantes, que habrían provocado perturbaciones gravitacionales en los asteroides y los habrían arrastrado hacia arriba”, explica Arredondo. "Júpiter habría tenido el mayor efecto porque es el más grande".
El modelo de Grand Tack sugiere que Júpiter se movió hacia el Sol, lo que habría empujado a los asteroides de tipo S lejos del Sol. Luego, el modelo dice que Júpiter se alejó del Sol, donde se encontró con los asteroides carbonosos de tipo C. Estos se formaron más lejos del Sol que los de tipo S y, por lo tanto, se espera que contengan agua.
Júpiter habría dispersado los tipos C hacia el interior, uniéndose con los tipos S para formar el cinturón de asteroides. Hoy en día, los tipos S pueblan las regiones interiores del cinturón de asteroides y los tipos C la parte exterior. Al mezclarse, habrían habido colisiones, con los tipos C pequeños lloviendo sobre los tipos S más grandes. Esto proporciona una explicación de cómo el agua llegó a los asteroides de tipo S.
La búsqueda continúa con JWST
Si bien los científicos creen que los asteroides de tipo C deberían contener agua, esto aún no se ha confirmado. Esto no lo puede resolver SOFIA, que está jubilada. Entonces, el equipo de Arredondo recurrió al Telescopio Espacial James Webb (JWST) para buscar la misma firma de 6.1 micrones en asteroides de tipo C.
Protoestrella luminosa arroja luz sobre los orígenes del agua de la Tierra
“Hasta ahora hemos observado dos asteroides del cinturón principal [con el JWST] y hemos presentado una propuesta para observar aún más”, dice Arredondo. Mundo de la física. Estos asteroides de tipo C son 142 Polana y 225 Henrietta.
"Aún no hemos completado el análisis para ver si tienen agua o no", dice Arredondo, "pero según las especificaciones del instrumento, el JWST debería ser lo suficientemente sensible como para detectar la característica que estamos buscando".
El equipo también espera que descubrir dónde se encuentra el agua en el cinturón de asteroides ayude a arrojar luz sobre el origen del agua de la Tierra. Se cree que esto se produjo a través de impactos, pero no se sabe si las colisiones fueron con cometas, asteroides de tipo C o incluso de tipo S.
La investigación se describe en La Revista de Ciencias Planetarias.
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- Fuente: https://physicsworld.com/a/water-observed-on-asteroids-for-the-first-time/
