Observaciones prolongadas a corta distancia con la nave espacial OSIRIS-REx de la NASA revelan que el asteroide Bennu arroja material siguiendo un patrón regular de tiempo.
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09/09/2020 Asteroide Bennu
La superficie activa de Bennu subraya una imagen emergente en la que los asteroides son mundos bastante dinámicos. Las partículas que huyen son el comienzo de muchas revelaciones: desde su campo gravitacional hasta su composición interior, según concluye una colección especial de artículos de investigación publicados el 9 de septiembre en la revista Journal of Geophysical Research: Planets, por el equipo de esta misión.

Las publicaciones brindan la primera mirada en profundidad a la naturaleza de los eventos de eyección de partículas de Bennu, detallan los métodos utilizados para estudiar estos fenómenos y discuten los posibles mecanismos en funcionamiento que hacen que el asteroide libere partes de sí mismo en el espacio.

La primera observación de partículas que salían de la superficie del asteroide se realizó en enero de 2019, pocos días después de que la nave llegara a Bennu. Este evento puede haber pasado completamente desapercibido si no fuera por el ojo agudo del astrónomo líder de la misión y científico del Laboratorio Planetario y Lunar de la Universidad de Arizona, Carl Hergenrother, uno de los autores principales de la colección.

Al igual que los exploradores oceánicos de siglos pasados, la sonda espacial se basa en las estrellas para fijar su posición en el espacio y mantener el rumbo durante su viaje de años a través del espacio. Una cámara de navegación especializada a bordo de la nave toma imágenes repetidas de las estrellas de fondo. Al hacer referencias cruzadas de las constelaciones que la nave espacial "ve" con los mapas estelares programados, se pueden hacer correcciones de rumbo según sea necesario.

Hergenrother estaba estudiando detenidamente estas imágenes que la nave había transmitido a la Tierra cuando algo llamó su atención. Las imágenes mostraban la silueta del asteroide contra un cielo negro salpicado de muchas estrellas, excepto que parecía haber demasiadas.

"Estaba mirando los patrones de estrellas en estas imágenes y pensé, 'eh, no recuerdo ese cúmulo de estrellas'", dijo Hergenrother. "Solo lo noté porque había 200 puntos de luz donde debería haber aproximadamente 10 estrellas. Aparte de eso, parecía ser solo una parte densa del cielo".
Una inspección más cercana y una aplicación de técnicas de procesamiento de imágenes desenterraron el misterio: el "cúmulo de estrellas" era de hecho una nube de partículas diminutas que habían sido expulsadas de la superficie del asteroide. Las observaciones de seguimiento realizadas por la nave espacial revelaron las rayas indicadoras típicas de los objetos que se mueven a través del marco, lo que los distingue de las estrellas de fondo que parecen estacionarias debido a sus enormes distancias.
"Pensamos que la superficie cubierta de rocas de Bennu era el descubrimiento del comodín en el asteroide, pero estos eventos de partículas definitivamente nos sorprendieron", dijo Dante Lauretta, investigador principal de OSIRIS-REx y profesor de LPL (Lunar and Planetary Laboratory). "Hemos pasado el último año investigando la superficie activa de Bennu y nos ha brindado una oportunidad extraordinaria para ampliar nuestro conocimiento sobre cómo se comportan los asteroides activos".
Desde que llegó al asteroide, el equipo ha observado y rastreado más de 300 eventos de eyección de partículas en Bennu. Según los autores, algunas partículas escapan al espacio, otras orbitan brevemente el asteroide y la mayoría vuelve a caer sobre su superficie después de ser lanzadas. Las eyecciones ocurren con mayor frecuencia durante el período de tiempo local de dos horas de la tarde y la noche de Bennu.

Utilizando algoritmos de software desarrollados en Catalina Sky Survey, que se especializa en descubrir y rastrear asteroides cercanos a la Tierra mediante la detección de su movimiento contra estrellas de fondo, el equipo de OSIRIS-REx encontró que las partículas más grandes que brotan de Bennu tienen aproximadamente 6 centímetros (2 pulgadas) de diámetro. diámetro. Debido a su pequeño tamaño y bajas velocidades, esto es como una lluvia de pequeños guijarros en super-cámara lenta, el equipo de la misión no considera que las partículas sean una amenaza para la nave espacial.

Durante una serie de campañas de observación entre enero y septiembre de 2019 dedicadas a detectar y rastrear la masa expulsada del asteroide, se estudiaron un total de 668 partículas, la gran mayoría midiendo entre 0,5 y 1 centímetros (0,2-0,4 pulgadas) y moviéndose a unos 20 centímetros (8 pulgadas) por segundo, casi tan rápido, o lento, como un escarabajo corriendo por el suelo. En un caso, un valor atípico rápido se registró a unos 3 metros por segundo.

En promedio, los autores observaron que se levantaban una o dos partículas por día, y gran parte del material volvía a caer sobre el asteroide. Agregue a eso los pequeños tamaños de partículas y la pérdida de masa se vuelve mínima, explicó Hergenrother.
"Para darle una idea, todas esas 200 partículas que observamos durante el primer evento después de la llegada encajarían en una baldosa de 10 por 10 centímetros", dijo. "El hecho de que podamos verlos es un testimonio de las capacidades de nuestras cámaras".
Los autores investigaron varios mecanismos que podrían causar estos fenómenos, incluido el vapor de agua liberado, los impactos de pequeñas rocas espaciales conocidas como meteoroides y las rocas que se agrietan por el estrés térmico. Se descubrió que los dos últimos mecanismos eran las fuerzas impulsoras más probables, lo que confirma las predicciones sobre el entorno de Bennu basadas en observaciones terrestres anteriores a la misión espacial.

Como Bennu completa una rotación cada 4,3 horas, los cantos rodados de su superficie están expuestos a un ciclo térmico constante, ya que se calientan durante el día y se enfrían durante la noche. Con el tiempo, las rocas se agrietan y se rompen y, finalmente, pueden salir partículas de la superficie.

El hecho de que las eyecciones de partículas se observaran con mayor frecuencia durante la tarde, cuando las rocas se calientan, sugiere que el agrietamiento térmico es un factor importante. El momento de los eventos también es consistente con el momento de los impactos de meteoroides, lo que indica que estos pequeños impactos podrían arrojar material desde la superficie.

Cualquiera de estos procesos, o ambos, podría estar impulsando las eyecciones de partículas y, debido al entorno de microgravedad del asteroide, no se necesita mucha energía para lanzar un objeto desde la superficie de Bennu.