¡El polvo espacial que salta hace que los asteroides se vean más ásperos!

Un nuevo estudio realizado por físicos de la Universidad de Colorado Boulder muestra que, al igual que los granos de maíz que aparecen en una sartén, pequeños granos de polvo pueden saltar sobre la superficie de los asteroides.

Este efecto similar a las palomitas de maíz puede ayudar a organizar pequeños asteroides, lo que hace que pierdan polvo y se vean ásperos y llenos de baches desde el espacio.

Los investigadores publicaron sus hallazgos el 11 de julio en la revista astronomía natural. Hsiang Win (Sean) Hsu, autor principal del estudio, dijo que sus hallazgos pueden ayudar a los científicos a comprender mejor cómo los asteroides cambian de forma con el tiempo y cómo estos objetos migran a través del espacio, a veces acercándolos peligrosamente a la Tierra.

«Cuanto más estos asteroides pierden material de grano fino, más rápido migran», dijo Hsu, investigador asociado del Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial (LASP) en CU Boulder.

La búsqueda comenzó con algunas imágenes extrañas.

En 2020, una nave espacial de la NASA llamada OSIRIS-REx viajó más de mil millones de millas para encontrarse con el asteroide (191055) Bennu, que es casi tan alto como el Empire State Building. Pero cuando llegó la nave espacial, los científicos no encontraron lo que esperaban: la superficie del asteroide parecía papel de lija áspero, no tan suave y polvoriento como esperaban los investigadores. Incluso había grandes rocas esparcidas por el exterior.

Ahora, Hsu y sus colegas se han basado en simulaciones por computadora, o modelos, y experimentos de laboratorio para explorar este misterio. Dijo que las fuerzas de tipo estático probablemente levantan los granos de polvo más pequeños del asteroide, algunos no más grandes que una sola bacteria, al espacio, dejando atrás solo rocas más grandes.

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El coautor del estudio, Mihály Horányi, dijo que Pino no está solo.

«Somos conscientes de que esta misma física ocurre en otros cuerpos sin aire como la Luna e incluso los anillos de Saturno», dijo Horányi, investigador de LASP y profesor de física en CU Boulder.

bino y ryugu

Los asteroides pueden parecer congelados en el tiempo, pero estos objetos evolucionan a lo largo de sus vidas.

Hsu explicó que los asteroides como Bennu giran constantemente, exponiendo sus superficies a la luz solar, luego a la sombra y nuevamente a la luz solar. Este ciclo interminable de calentamiento y enfriamiento ejerce presión sobre las rocas más grandes en la superficie, hasta que inevitablemente se agrietan.

“Sucede todos los días, todo el tiempo”, dijo Hsu. «Terminas erosionando un gran trozo de roca en pedazos más pequeños».

Es por eso que, antes de que los científicos llegaran a Bennu, muchos esperaban encontrarlo cubierto de arena fina, tal como se ve la luna hoy. No hace mucho tiempo, una misión espacial japonesa aterrizó en un segundo asteroide pequeño llamado Ryugu. El equipo encontró un terreno áspero y lleno de baches similar.

Hsu y sus colegas se mostraron escépticos.

Desde la década de 1990, los investigadores de LASP han utilizado cámaras de vacío de laboratorio para examinar las extrañas propiedades del polvo en el espacio, incluida una hazaña que llaman «elevación electrostática». El coautor del estudio, Xu Wang, explicó que cuando la luz del sol baña pequeños granos de polvo, comienzan a acumular cargas negativas. Estas cargas se acumularán hasta que las partículas exploten repentinamente, como dos imanes que se repelen.

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En algunos casos, estos granos de polvo pueden explotar a velocidades superiores a 20 millas por hora (o más de 8 metros por segundo).

«Nadie había pensado antes en este proceso en la superficie de un asteroide», dijo Wang, investigador asociado de LASP.

Pequeño asteroide, gran asteroide

Para hacer esto, los investigadores, incluidos los ex alumnos de CU Boulder Anthony Carroll y Noah Hood, realizaron una serie de cálculos para examinar la física del regolito en dos asteroides hipotéticos. Rastrearon cómo se podría formar el polvo y luego saltaron cientos de miles de años. Uno de los asteroides falsos tenía aproximadamente media milla de ancho (similar en tamaño a Ryugu) y el segundo tenía varias millas de ancho (más cerca en diámetro a asteroides más grandes como Eros).

El tamaño marcó la diferencia. Según las estimaciones del equipo, cuando los granos de polvo saltaron sobre un asteroide más grande, no pudieron ganar suficiente velocidad para liberarse de su gravedad. No ocurría lo mismo con el asteroide más pequeño que se parecía a Ryugu.

“La gravedad en el asteroide más pequeño es demasiado débil para evitar el escape”, dijo Hsu. «El delicado candelabro se perderá».

Este polvo perdido, a su vez, expondrá la superficie de los asteroides a una mayor erosión, lo que dará como resultado un paisaje rico en rocas como el que los científicos encontraron en Ryugu y Bennu. En varios millones de años, de hecho, el asteroide más pequeño se limpió casi por completo de polvo fino. Sin embargo, el asteroide similar a Eros permaneció en polvo.

Hsu señaló que este efecto de fricción podría ayudar a impulsar las órbitas de pequeños asteroides. Explicó que los asteroides migran porque la luz del sol los empuja lentamente con el tiempo. Según investigaciones previas de otros científicos, se sospecha que los asteroides cubiertos de rocas pueden moverse más rápido que aquellos con una apariencia más polvorienta.

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Es posible que él y sus colegas pronto tengan más evidencia para respaldar sus cálculos. En menos de 3 meses, una misión de la NASA llamada Prueba de redirección de doble asteroide (DART) visitará un par de asteroides más pequeños y monitoreará Hsu para ver qué tan polvorientos están.

«Tendremos nuevas imágenes de la superficie para probar nuestra teoría», dijo. «Es genial para nosotros, pero también es un poco estresante».

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