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La evolución del asteroide Ryugu quedó grabada en sus gases nobles

Investigadores japoneses han analizado las muestras del asteroide Ryugu que trajo la nave Hayabusa2 a la Tierra. Los resultados revelan que las composiciones de gases nobles y nitrógeno son similares a las de algunos de los meteoritos más primitivos que se conocen, además de indicar que este objeto migró desde el cinturón de asteroides hasta su órbita actual más cercana a la Tierra. Aunque antes pudo originarse más allá de las órbitas de Júpiter y Saturno, según sus isótopos de hierro.

Muestras del asteroide Ryugu traídas a la Tierra por la sonda japonesa Hayabusa2. El calentamiento escalonado de algunos granos ha permitido analizar los gases nobles y el nitrógeno. / JAXA 

En diciembre de 2020, la sonda Hayabusa2 de la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA) dejó caer sobre Australia un contenedor sellado con muestras, tanto sólidas como gaseosas, recogidas en 2019 en Ryugu, un asteroide que se mueve alrededor del Sol en una órbita situada entre la de Marte y la Tierra.

Ryugu tiene composiciones de gases nobles y nitrógeno similares a las condritas carbonáceas de tipo Ivuna, que son uno de los meteoritos más primitivos y una posible fuente de los compuestos volátiles de la Tierra

Ryuji Okazaki (Universidad de Kyushu)

Desde entonces, los investigadores japoneses han realizado diversos análisis del material recogido y esta semana presentan en la revista Science la valiosa información que aportan los datos de los gases nobles (isótopos estables de helio, neón, argón, criptón y xenón) y del nitrógeno. Sus concentraciones se han medido tras realizar un calentamiento escalonado de los granos traídos desde Ryugu.

Las composiciones o relaciones isotópicas de este tipo de gases están estrechamente relacionadas con los orígenes del material que los acogió, que se fue incorporado dentro de los cuerpos primitivos (asteroides y cometas) en el sistema solar y finalmente formó los planetas.

Restos del sistema solar primitivo

En el caso de Ryugu, los resultados revelan la composición de su asteroide progenitor y su evolución. Se ha descubierto que el objeto actual todavía conserva gases nobles del sistema solar primitivo, en abundancias mayores que las encontradas en cualquier meteorito encontrado hasta la fecha, y también preserva isótopos de nitrógeno de ese periodo remoto.

“Nuestro hallazgo es que Ryugu tiene composiciones de gases nobles y nitrógeno similares a las condritas carbonáceas de tipo Ivuna (CI), que son uno de los meteoritos más primitivos y una posible fuente de los compuestos volátiles de la Tierra”, explica a SINC el autor principal, Ryuji Okazaki, de la Universidad de Kyushu.

Arriba, ilustración de la nave Hayabusa2 tomando una muestra del asteroide Ryugu e imagen real captada justo antes del aterrizaje. Imágenes centrales y abajo, la cápsula con las muestras se recupera en Australia, desde donde se llevaron a Japón para analizar su contenido sólido (como los granos de arena negra que se ven en la última imagen) y gaseoso. / JAXA et al./Akihiro Ikeshita

Además del gas primordial del sistema solar primitivo, la muestra contenía dos tipos adicionales de gases nobles: uno originado por la incidencia del viento solar y otro producido por reacciones desencadenadas por la irradiación de los rayos cósmicos galácticos.

Gases nobles de Ryugu inducidos por el viento solar y los rayos cósmicos indican que hace 5 millones de años migró desde el cinturón de asteroides a su posición actual cercana a la Tierra

Su análisis conjunto revela que Ryugu se desplazó en el pasado desde el cinturón de asteroides (localizado entre las órbitas de Marte y Júpiter) hasta la posición más cerca a nuestro planeta donde se encuentra hoy en día.

“Estos isótopos de gases nobles indican que Ryugu migró de la órbita asteroidal a la actual, la cercana a la Tierra, hace unos 5 millones de años”, afirma Okazaki.

Diagrama de la evolución del asteroide Ryugu. / ©Okazaki et al., 2022a

Aunque el origen de Ryugu puede estar todavía más lejos en el sistema solar, según los isótopos de hierro del asteroide analizados por investigadores de la Universidad de Chicago (EE UU) y otros centros internacionales. Su estudio, publicado en la revista Science Advances, indica que podría haberse formado más allá de las órbitas de Júpiter y Saturno.

Los isótopos de hierro de Ryugu sugieren que su origen está más allá de las órbitas de Júpiter y Saturno

“El crecimiento y la migración de los planetas gigantes desestabilizaron los planetesimales cercanos y expulsaron algunos hacia el interior para implantarlos en el cinturón principal”, señalan los autores.

“Y en este marco –continúan–, la mayoría de las condritas carbonáceas pueden haberse originado en regiones cercanas a los lugares de nacimiento de Júpiter y Saturno, mientras que la distinta composición isotópica de las condritas CI y Ryugu puede reflejar su formación más alejada en el disco, debiendo su presencia en el sistema solar interior a la excitación de Urano y Neptuno”.

Análisis de la muestra de gas

En otro artículo de  la revista Science Advances, Okazaki y sus equipo ofrecen los resultados de la muestra de gas tomada por la misión Hayabusas2, “un cofre del tesoro de Ryugu”, según los autores.

“Medimos esa muestra almacenada en el contenedor y descubrimos que el gas está compuesto por helio procedente del viento solar, aunque también de la atmósfera terrestre ya que se contaminó el contenedor al atravesarla”, apunta Okazaki, quien recuerda que “es la primera vez que se recuperan muestras de gas de un asteroide”. 

Referencias:

Ryuji Okazaki et al. “Noble gases and nitrogen in samples of asteroid Ryugu record its volatile sources and recent surface evolution”. Science, 2022.

Ryuji Okazaki et al. “First asteroid gas sample delivered by the Hayabusa2 mission: A treasure box from Ryugu”. Science Advances, 2022.

Timo Hopp et al. “Ryugu’s nucleosynthetic heritage from the outskirts of the Solar System”. Science Advances, 2022.

Fuente:
SINC
Derechos: Creative Commons.
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