mayo 30, 2024

NASA| De la misión ‘Heavy Metal’ a al viaje al asteroide metálico Psique

La nueva misión Psyche de la NASA orbitará, cartografiará y estudiará con enorme detalle uno de los objetos más deseados de la exploración espacial en estos días: el asteroide metálico catalogado como (16) Psique. Sin embargo, su valor va más allá de su enorme masa metálica, estimada en alrededor de veinte mil billones de toneladas.

La palabra asteroide ya da pistas sobre estos cuerpos que representa Psique. Se trata de cuerpos rocosos, metalorocosos o metálicos que suelen moverse de manera escurridiza a través de los campos estelares de nuestros telescopios.

Por la distancia a la que se encuentran y su relativamente pequeño tamaño, no los podemos apreciar un diámetro aparente a través de telescopio y, por tanto, poseen una apariencia estelar. Si no fuese porque se desplazan en su órbita alrededor del Sol y se mueven respecto al fondo de estrellas fijas, prácticamente no notaríamos su presencia. De ahí que visitarlos sea la única opción para recopilar innumerable y valiosa información sobre su naturaleza y su pasado.

Entre todos ellos, no es capricho elegir a Psique. Estamos ante un asteroide de unos 200 km de diámetro, un auténtico tesoro rico en metales y, probablemente, otros recursos. Pero Psique resulta, además, muy importante desde un punto de vista “cosmogónico”, porque podemos estar ante un embrión planetario desnudo que nos enseñe cómo evolucionan los planetas.

Embriones planetarios

Hay gran cantidad de interrogantes abiertos en nuestro conocimiento actual sobre el origen y la evolución de los asteroides metálicos.

Si nuestras teorías formativas son acertadas, en el comienzo del sistema solar hubo decenas de embriones planetarios y tan sólo unos pocos sobrevivieron para formar los planetas terrestres.

En su origen los mayores cuerpos planetarios acumularon elementos radioactivos, como el Al-26 y el Fe-60. Estos isótopos se desintegraron progresivamente y el calor generado quedó retenido, fundiendo los materiales formativos. En ese pasado de alta temperatura se diferenciaron internamente y los metales más densos se hundieron en el núcleo. La gran mayoría de esos embriones fueron destruidos por colosales impactos durante la durísima fase de acreción final de los planetas: la acreción jerárquica.

Sabemos, por ejemplo, que un embrión del tamaño de Marte chocó contra la Tierra y que el material que resultó del impacto dio origen a la Luna. Otros impactos fueron catastróficos, destruyendo los embriones pero creando grandes fragmentos que hoy encontramos en el cinturón principal de asteroides (entre Marte y Júpiter).

En esos grandes asteroides supervivientes, el martilleo posterior de colosales impactos les hizo perder su corteza y buena parte del manto, quedando sus núcleos, ricos en hierro y níquel, expuestos y formando los actuales asteroides puramente metálicos. Pensamos que (16) Psique es uno de ellos.

Comprender su naturaleza es también relevante por aspectos relacionados con la defensa planetaria. Algunos de los cráteres de impactos que conocemos, como el famoso cráter Barringer (Meteor Crater), fueron excavados por asteroides metálicos, mucho más resistentes al penetrar a la atmósfera a hipervelocidad y, por tanto, capaces de excavar grandes cráteres.

La misión Heavy Metal

Hace ya algunos años, un grupo de astrofísicos y científicos planetarios europeos, entre los que me encontraba representando al Instituto de Ciencias del Espacio (CSIC), intentamos que la Agencia Europa del Espacio (ESA) apostase por una misión espacial a un asteroide metálico. La misión tenía un nombre inolvidable: Heavy Metal. Fue preseleccionada en dos ocasiones y estuvimos a punto de hacer realidad una visita a un asteroide metálico, pero finalmente fue descartada.

Al poco tiempo supimos que la suerte estaba echada: de nuevo la NASA tomaría las riendas y se adelantaría a Europa, haciendo realidad la misión Psyque.

Ahora será la NASA quien demuestre si el asteroide Psique es el remanente de un núcleo planetario.

Pruebas de su origen como embrión planetario

Para confirmar que Psique es lo que creemos, debe conservar propiedades acordes a su pasado. Las pistas las encontramos en los meteoritos que ya conocemos.

Los meteoritos metálicos llegan a la Tierra altamente magnetizados, y el proceso de segregación química (cuando se funde por el calor de la desintegración radioactiva de sus componentes primigenios) tiende a crear núcleos altamente magnéticos.

Por otro lado, dadas las colisiones enormes que explicarían la exposición de su núcleo metálico, la superficie de Psique debe haber quedado esculpida en gigantescos cráteres que también podrían haber afectado a ese paleomagnetismo primigenio.

La diversidad de meteoritos ricos en metal, o incluso metalorocosos, que han llegado a la Tierra nos permite también ejemplificar la naturaleza que queda por desvelar de Psique.

Los meteoritos puramente metálicos son aleaciones de hierro y níquel en diferentes proporciones. Cuando se cortan, pulen y tratan debidamente muestran una estructura que revela las famosas líneas de Widmanstätten, producidas por los cristales de taenita y camacita. Esas estructuras cristalinas únicas se producen por tasas de enfriamiento de alrededor de 1º C por cada millón de años. Esto nos indica que debe proceder de un núcleo planetario suficientemente grande como para enfriarse tan lentamente y, por otra parte, que no podremos crearlas en un laboratorio.

La misión Psyche de la NASA

La tecnología de la misión Psyche supondrá un avance enorme en nuestra comprensión de los asteroides metálicos. Cuando llegue a su objetivo en 2029 tendrá por delante 26 meses de interesantísimos experimentos gracias a su diversa instrumentación.

El magnetómetro que posee la nave espacial buscará evidencia de paleomagnetismo, es decir, antiguos campos magnéticos. La existencia de paleomagnetismo demostraría que el asteroide se formó a partir del núcleo de un cuerpo planetario.

El espectrómetro de rayos gamma y neutrones del orbitador permitirá identificar los elementos químicos que lo componen. Esto será complementado con una cámara de imágenes hiperespectrales que permitirá dilucidar la composición mineral de Psique, así como su topografía. La alta resolución de esas imágenes permitirá resolver las estructuras superficiales en gran detalle, lo cual ayudará a comprender mejor la historia primigenia de ese asteroide.

Una parte apasionante de la misión es aquella en la que se aprovechará el sistema de telecomunicaciones para investigar el campo gravitatorio. Esto se hará analizando la propagación de las ondas de radio con las que se comunica la nave espacial, que permitirá comprobar si el asteroide Psique afecta la órbita de la nave espacial.

En su conjunto, la determinación de la masa, forma, rotación y el campo de gravedad permitirán comprender mejor la geología de la superficie, su composición y estructura interna.

Un ingenio para propulsarse

La sonda Psyche también empleará un sistema novedoso para recorrer la distancia hasta el asteroide. Se impulsará por propulsores basados en el efecto Hallun sistema de propulsión eléctrica solar que transformará la energía de sus grandes paneles solares para crear campos eléctricos y magnéticos. Estos, a su vez, aceleran y expulsan átomos cargados –o iones– de un propelente llamado xenón –un gas neutro utilizado en los faros de los automóviles y los televisores de plasma–a una velocidad tan alta que crea el empuje suficiente para mover la enorme nave.

La misión Psyche es fundamental para determinar si el asteroide está compuesto por metal homogéneo, una aleación de hierro y níquel a semejanza de los meteoritos metálicos que conocemos –la Sociedad Meteorítica a la que pertenezco ha catalogado 1 982 meteoritos ricos en metal como podemos ver en el catálogo actualizado conocido como Meteoritical Bulletin– o si contiene también materiales rocosos, fruto de los materiales implantados en esa fase de ajardinamiento colisional que expuso, presumiblemente, su núcleo metálico.

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Sean los que sean los resultados, debemos estar contentos porque misiones como esta vean la luz. La exploración del asteroide Psique supondrá una revolución en nuestra comprensión tanto del origen y la evolución de los asteroides metálicos como de la formación de los planetas rocosos, entre ellos, la Tierra.

Go Psyche!

The Conversation