Una imagen con polarización cruzada del meteorito Artracoona con un aumento de 50 veces. Crédito:Michael Lucas.
Un viernes por la noche en 1992, un meteorito terminó un viaje de más de 150 millones de millas al estrellarse contra el maletero de un Chevrolet Malibu rojo en Peekskill, Nueva York. El propietario del automóvil informó que el remanente de 30 libras de los primeros días de nuestro sistema solar todavía estaba caliente y olía a azufre.
Casi 30 años después, un nuevo análisis de ese mismo meteorito Peekskill y otros 17 por investigadores de la Universidad de Texas en Austin y la Universidad de Tennessee, Knoxville, ha llevado a una nueva hipótesis sobre cómo se formaron los asteroides durante los primeros años del sistema solar.
Los meteoritos estudiados en la investigación se originaron a partir de asteroides y sirven como muestras naturales de las rocas espaciales. Indican que los asteroides se formaron a través de un violento bombardeo y posterior reensamblaje, un hallazgo que contradice la idea predominante de que el joven sistema solar era un lugar pacífico.
El estudio fue publicado en forma impresa el 1 de diciembre en la revista Geochimica et Cosmochimica Acta .
La investigación comenzó cuando el coautor Nick Dygert era becario postdoctoral en la Escuela de Geociencias Jackson de la Universidad de Texas y estudiaba rocas terrestres utilizando un método que podía medir las tasas de enfriamiento de las rocas a temperaturas muy altas. hasta 1, 400 grados centígrados.
Dygert, ahora profesor asistente en la Universidad de Tennessee, se dio cuenta de que este método, llamado termómetro de elementos de tierras raras (REE) en dos piroxeno, podría funcionar para rocas espaciales, también.
"Esta es una nueva técnica realmente poderosa para utilizar la geoquímica para comprender los procesos geofísicos, y nadie lo había usado todavía para medir meteoritos, "Dijo Dygert.
Desde la década de 1970, Los científicos han estado midiendo minerales en meteoritos para averiguar cómo se formaron. El trabajo sugirió que los meteoritos se enfriaron muy lentamente de afuera hacia adentro en capas. Este "modelo de cáscara de cebolla" es consistente con un sistema solar joven relativamente pacífico donde trozos de roca orbitaban sin obstáculos. Pero esos estudios solo pudieron medir las tasas de enfriamiento a partir de temperaturas cercanas a los 500 grados Celsius.
Cuando Dygert y Michael Lucas, un becario postdoctoral en la Universidad de Tennessee que dirigió el trabajo, aplicó el método REE-in-two-pyroxene, con su sensibilidad mucho mayor a la temperatura máxima, encontraron resultados inesperados. Desde alrededor de 900 grados Celsius hasta 500 grados Celsius, las tasas de enfriamiento fueron 1, 000 a 1 millón de veces más rápido que a temperaturas más bajas.
¿Cómo se podrían conciliar estas dos velocidades de enfriamiento tan diferentes?
Un mapa elemental de rayos X de una parte del meteorito Peekskill. Los diferentes colores corresponden a diferentes elementos. Crédito:Michael Lucas.
Los científicos propusieron que los asteroides se formaron en etapas. Si el sistema solar primitivo fue, muy parecido al antiguo juego de Atari "Asteroids, "plagado de bombardeos, grandes rocas se habrían hecho añicos. Esas piezas más pequeñas se habrían enfriado rápidamente. Después, cuando las piezas pequeñas se volvieron a ensamblar en asteroides más grandes que vemos hoy, las velocidades de enfriamiento se habrían ralentizado.
Para probar esta hipótesis del montón de escombros, El profesor de la escuela Jackson, Marc Hesse, y el estudiante de doctorado de primer año Jialong Ren construyeron un modelo computacional de una historia térmica de dos etapas de asteroides de pila de escombros por primera vez.
Debido a la gran cantidad de piezas en un montón de escombros —10 15 o mil billones, y la amplia gama de sus tamaños, Ren tuvo que desarrollar nuevas técnicas para tener en cuenta los cambios de masa y temperatura antes y después del bombardeo.
"Esta fue una contribución intelectualmente significativa, "Dijo Hesse.
El modelo resultante apoya la hipótesis de la pila de escombros y también proporciona otros conocimientos. Una implicación es que el enfriamiento se desaceleró tanto después del reensamblaje, no porque la roca emitiera calor en capas. Bastante, era que el montón de escombros tenía poros.
"La porosidad reduce la rapidez con la que puede conducir el calor, "Dijo Hesse." En realidad, te enfrías más lento de lo que lo habrías hecho si no te hubieras fragmentado porque todos los escombros hacen una especie de manta agradable. Y eso es algo poco intuitivo ".
Tim Swindle del Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Arizona, que estudia meteoritos pero no participó en la investigación, Dijo que este trabajo es un gran paso adelante.
"Este parece un modelo más completo, y agregaron datos a parte de la pregunta de la que la gente no ha estado hablando, pero debería haber sido. El jurado aún está deliberando, pero este es un argumento fuerte ".
La mayor implicación de la nueva hipótesis del montón de escombros, Dygert dijo:es que estas colisiones caracterizaron los primeros días del sistema solar.
"Fueron violentos, y empezaron desde el principio, " él dijo.
