Toda la historia de la existencia humana es un pequeño destello en los 4.500 millones de años de historia de nuestro sistema solar. Nadie estaba alrededor para ver planetas formándose y experimentando cambios dramáticos antes de asentarse en su configuración actual. Para comprender lo que nos precedió, antes de la vida en la Tierra y antes de la Tierra misma, los científicos deben buscar pistas sobre ese misterioso pasado distante.

Esas pistas vienen en forma de asteroides, cometas y otros objetos pequeños. Como detectives examinando pruebas forenses, Los científicos examinan cuidadosamente estos pequeños cuerpos en busca de información sobre nuestros orígenes. Cuentan de una época en que innumerables meteoros y asteroides llovieron sobre los planetas, quemado en el sol, salieron disparados más allá de la órbita de Neptuno o chocaron entre sí y se hicieron añicos en cuerpos más pequeños. Desde lejos cometas helados al asteroide que acabó con el reinado de los dinosaurios, cada roca espacial contiene pistas sobre eventos épicos que dieron forma al sistema solar tal como lo conocemos hoy, incluida la vida en la Tierra.

Las misiones de la NASA para estudiar estos "no planetas" nos ayudan a comprender cómo se formaron los planetas, incluida la Tierra, localice los peligros de los objetos entrantes y piense en el futuro de la exploración. Han jugado un papel clave en la historia de nuestro sistema solar, y reflexionar sobre cómo sigue cambiando hoy.

"Puede que no tengan volcanes gigantes, océanos globales o tormentas de polvo, pero los mundos pequeños podrían responder a las grandes preguntas que tenemos sobre los orígenes de nuestro sistema solar, "dijo Lori Glaze, director interino de la División de Ciencias Planetarias en la Sede de la NASA en Washington.

La NASA tiene una larga historia de exploración de cuerpos pequeños, comenzando con el sobrevuelo de Galileo en 1991 del asteroide Gaspra. La primera nave espacial en orbitar un asteroide, Cerca de la Tierra Asteroide Rendezvous (CERCA) Zapatero, también aterrizó con éxito en el asteroide Eros en 2000 y tomó medidas que originalmente no habían sido planeadas. La misión Deep Impact condujo una sonda al cometa Tempel 1 en 2005 y llevó a los científicos a repensar dónde se formaron los cometas. Los esfuerzos más recientes se han basado en esos éxitos y continuarán enseñándonos más sobre nuestro sistema solar. Aquí hay una descripción general de lo que podemos aprender:

Bloques de construcción de planetas

Nuestro sistema solar, tal como lo conocemos hoy, se formó a partir de granos de polvo:diminutas partículas de roca, metal y hielo, arremolinándose en un disco alrededor de nuestro sol infantil. La mayor parte del material de este disco cayó en la estrella recién nacida, pero algunos trozos evitaron ese destino y se pegaron, convirtiéndose en asteroides, cometas e incluso planetas. Muchas sobras de ese proceso han sobrevivido hasta el día de hoy. El crecimiento de planetas a partir de objetos más pequeños es una parte de nuestra historia que los asteroides y cometas pueden ayudarnos a investigar.

"Asteroides, los cometas y otros cuerpos pequeños contienen material del nacimiento del sistema solar. Si queremos saber de donde venimos debemos estudiar estos objetos, "Dijo Glaze.

Dos fósiles antiguos que dan pistas sobre esta historia son Vesta y Ceres, los cuerpos más grandes en el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter. Nave espacial Dawn de la NASA, que recientemente terminó su misión, Los orbitó a ambos y demostró definitivamente que no forman parte del "club de asteroides" habitual. Si bien muchos asteroides son colecciones sueltas de escombros, los interiores de Vesta y Ceres están superpuestos, con el material más denso en sus núcleos. (En términos científicos, se dice que sus interiores están "diferenciados"). Esto indica que ambos cuerpos estaban en camino de convertirse en planetas, pero su crecimiento fue atrofiado:nunca tuvieron suficiente material para llegar a ser tan grandes como los planetas principales.

Pero mientras Vesta está en gran parte seco, Ceres está mojada. Puede tener hasta un 25 por ciento de agua, principalmente ligado a minerales o hielo, con posibilidad de líquido subterráneo. También es interesante la presencia de amoniaco en Ceres, porque normalmente requiere temperaturas más frías que la ubicación actual de Ceres. Esto indica que el planeta enano podría haberse formado más allá de Júpiter y migrado a, o al menos incorporaron materiales que se originaron más lejos del sol. El misterio de los orígenes de Ceres muestra lo compleja que puede ser la formación planetaria, y subraya la complicada historia de nuestro sistema solar.

Aunque podemos estudiar indirectamente el interior profundo de los planetas en busca de pistas sobre sus orígenes, como lo hará la misión InSight de la NASA en Marte, es imposible profundizar en el núcleo de cualquier objeto de tamaño considerable en el espacio, incluida la Tierra. Sin embargo, un objeto raro llamado Psyche puede ofrecer la oportunidad de explorar el núcleo de un cuerpo parecido a un planeta sin tener que excavar. El asteroide Psyche parece ser el núcleo de hierro-níquel expuesto de un protoplaneta, un pequeño mundo que se formó temprano en la historia de nuestro sistema solar pero que nunca alcanzó el tamaño planetario. Como Vesta y Ceres, Psyche vio interrumpido su camino hacia la condición de planeta. La misión Psyche de la NASA, lanzamiento en 2022, ayudará a contar la historia de la formación de planetas al estudiar este objeto metálico en detalle.

Más lejos La nave espacial New Horizons de la NASA se encuentra actualmente en camino hacia un objeto distante llamado 2014 MU69, apodado "Ultima Thule" por la misión. Mil millones de millas más lejos del Sol que Plutón, MU69 es un residente del cinturón de Kuiper, una región de objetos ricos en hielo más allá de la órbita de Neptuno. Objetos como MU69 pueden representar los más primitivos, o inalterado, material que permanece en el sistema solar. Mientras los planetas orbitan en elipses alrededor del Sol, MU69 y muchos otros objetos del Cinturón de Kuiper tienen órbitas muy circulares, sugiriendo que no se han movido de sus caminos originales en 4.5 mil millones de años. Estos objetos pueden representar los bloques de construcción de Plutón y otros mundos helados distantes como este. New Horizons hará su acercamiento más cercano a MU69 el 1 de enero, 2019:el sobrevuelo planetario más lejano de la historia.

"Ultima Thule es increíblemente valioso científicamente para comprender el origen de nuestro sistema solar y sus planetas, "dijo Alan Stern, investigador principal de New Horizons, con sede en Southwest Research Institute en Boulder, Colorado. "Es antiguo y prístino, y no se parece a nada que hayamos visto antes ".

Entrega de los elementos de la vida

Los mundos pequeños también son probablemente responsables de sembrar la Tierra con los ingredientes para la vida. Estudiar la cantidad de agua que tienen es evidencia de cómo ayudaron a sembrar la vida en la Tierra.

"Los cuerpos pequeños son los que cambian el juego. Participan en la evolución lenta y constante de nuestro sistema solar a lo largo del tiempo, e influir en las atmósferas planetarias y las oportunidades de vida. La tierra es parte de esa historia ", dijo el científico jefe de la NASA, Jim Green.

Un ejemplo de un asteroide que contiene los componentes básicos de la vida es Bennu, el objetivo del OSIRIS-REx de la NASA (Orígenes, Interpretación espectral, Identificación de recursos, Misión Security-Regolith Explorer). Bennu puede estar cargado con moléculas de carbono y agua, ambos son necesarios para la vida tal como la conocemos. A medida que se formó la Tierra, y despues objetos como Bennu llovieron y entregaron estos materiales a nuestro planeta. Estos objetos no tenían océanos en sí mismos, sino más bien moléculas de agua ligadas a minerales. Se cree que hasta el 80 por ciento del agua de la Tierra proviene de cuerpos pequeños como Bennu. Al estudiar Bennu, podemos comprender mejor el tipo de objetos que permitieron que una Tierra joven y estéril floreciera con vida.

Bennu probablemente se originó en el cinturón de asteroides principal entre Marte y Júpiter, y se cree que sobrevivió a una colisión catastrófica que ocurrió hace entre 800 millones y 2 mil millones de años. Los científicos piensan en grande asteroide rico en carbono hecho añicos en miles de pedazos, y Bennu es uno de los remanentes. En lugar de un objeto sólido, Se cree que Bennu es un asteroide de "pila de escombros", una colección suelta de rocas unidas por la gravedad y otra fuerza que los científicos llaman "cohesión". OSIRIS-REx, que llegará a Bennu a principios de diciembre de 2018, después de un viaje de 1.200 millones de millas (2.000 millones de kilómetros), y traerá una muestra de este intrigante objeto a la Tierra en una cápsula de retorno de muestra en 2023.

La misión japonesa Hayabusa-2 también está observando un asteroide de la misma familia de cuerpos que se cree que entregó los ingredientes para la vida en la Tierra. Actualmente en órbita en el asteroide Ryugu, con pequeños rovers saltarines en la superficie, la misión recolectará muestras y las devolverá en una cápsula a la Tierra para su análisis a fines de 2020. Aprenderemos mucho comparando a Bennu y Ryugu, y comprender las similitudes y diferencias entre sus muestras.

Trazadores de la evolución del sistema solar

La mayor parte del material que formó nuestro sistema solar, incluida la Tierra, no vivió para contar la historia. Cayó al Sol o fue expulsado más allá del alcance de nuestros telescopios más poderosos; sólo una pequeña fracción formó los planetas. Pero hay algunos restos renegados de los primeros días, cuando la materia de los planetas giraba con un destino incierto alrededor del Sol.

Un período particularmente catastrófico para el sistema solar fue entre 50 y 500 millones de años después de la formación del Sol. Júpiter y Saturno, los gigantes más masivos de nuestro sistema, reorganizó los objetos a su alrededor a medida que su gravedad interactuaba con mundos más pequeños como los asteroides. Urano y Neptuno pueden haberse originado más cerca del Sol y haber sido expulsados ​​hacia afuera a medida que Júpiter y Saturno se movían. Saturno, De hecho, puede haber evitado que Júpiter "comiera" algunos de los planetas terrestres, incluida la Tierra, a medida que su gravedad contrarrestaba el mayor movimiento de Júpiter hacia el Sol.

Enjambres de asteroides llamados troyanos podrían ayudar a aclarar los detalles de ese período turbulento. Los troyanos comprenden dos grupos de pequeños cuerpos que comparten la órbita de Júpiter alrededor del Sol, con un grupo por delante de Júpiter y otro detrás. Pero algunos troyanos parecen estar hechos de materiales diferentes a otros, como lo indican sus colores variados. Algunos son mucho más rojos que otros y pueden haberse originado más allá de la órbita de Neptuno, mientras que los más grises pueden haberse formado mucho más cerca del Sol. La teoría principal es que cuando Júpiter se movió hace mucho tiempo, estos objetos fueron acorralados en puntos de Lagrange, lugares donde la gravedad de Júpiter y el Sol crean áreas de retención donde los asteroides pueden ser capturados. La diversidad de los troyanos, los científicos dicen, refleja el viaje de Júpiter a su ubicación actual. "Son los restos de lo que estaba sucediendo la última vez que Júpiter se movió, "dijo Hal Levison, investigador del Southwest Research Institute.

La misión Lucy de la NASA, lanzamiento en octubre de 2021, enviará una nave espacial a los troyanos por primera vez, investigando a fondo seis troyanos (tres asteroides en cada enjambre). Para Levison, el investigador principal de la misión, la nave espacial probará ideas en las que él y sus colegas han estado trabajando durante décadas sobre la remodelación del sistema solar por parte de Júpiter. "Lo que realmente sería interesante es lo que no esperamos, " él dijo.

Procesos en un sistema solar en evolución

Después de la puesta del sol en las condiciones adecuadas, puede notar la luz solar dispersa en el plano de la eclíptica, la región del cielo donde orbitan los planetas. Esto se debe a que la luz solar está siendo dispersada por el polvo que queda de las colisiones de cuerpos pequeños como cometas y asteroides. Los científicos llaman a este fenómeno "luz zodiacal, "y es una indicación de que nuestro sistema solar todavía está activo. El polvo zodiacal alrededor de otras estrellas indica que, también, puede albergar sistemas planetarios activos.

El polvo de los cuerpos pequeños ha tenido un papel importante en nuestro planeta en particular. Alrededor de 100 toneladas de material meteorítico y polvo caen sobre la Tierra todos los días. Algo proviene de cometas, cuya actividad tiene implicaciones directas para la evolución de la Tierra. A medida que los cometas se acercan al Sol y experimentan su calor, los gases dentro del cometa burbujean y se llevan el material polvoriento del cometa, incluidos los ingredientes para la vida. La nave espacial Stardust de la NASA voló por el cometa 81P / Wild y descubrió que el polvo cometario contiene aminoácidos, que son los pilares de la vida.

Los estallidos ocasionales de gas y polvo observados en los cometas indican actividad en o cerca de sus superficies, como deslizamientos de tierra. La misión Rosetta de la Agencia Espacial Europea, que completó su exploración del cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko en 2016, entregó conocimientos sin precedentes sobre la actividad cometaria. Entre los cambios en el cometa, la nave espacial observó un colapso masivo de un acantilado, una gran grieta se agranda y una roca se mueve. "Descubrimos que rocas del tamaño de un camión grande se podían mover a través de la superficie del cometa una distancia tan larga como un campo y medio de fútbol. "Ramy El-Maarry, miembro del equipo científico de Rosetta de EE. UU. de la Universidad de Colorado, Roca, dijo en 2017.

Los cometas también influyen en el movimiento planetario de hoy. Mientras Júpiter continúa arrojando cometas hacia afuera, se mueve hacia adentro muy levemente debido a la danza gravitacional con los cuerpos helados. Neptuno, mientras tanto, lanza cometas hacia adentro y, a su vez, recibe un pequeño empujón hacia afuera. Urano y Saturno también se mueven hacia afuera muy lentamente en este proceso.

"En este momento estamos hablando de una cantidad mínima de movimientos porque no queda mucha masa, "Dijo Levison.

Dato curioso:la nave espacial que ha visto más cometas es el Observatorio Solar y Heliosférico de la NASA (SOHO), más famoso por su estudio del sol. SOHO ha visto al Sol "comerse" miles de cometas, lo que significa que estos pequeños mundos estaban rociando material en la parte interior del sistema solar en su viaje para convertirse en la cena del Sol.

Peligros para la Tierra

Los asteroides aún pueden representar un peligro de impacto para los planetas, incluido el nuestro.

Mientras los troyanos están atrapados siendo groupies de Júpiter, Bennu, el objetivo de la misión OSIRIS-REx, es uno de los asteroides más potencialmente peligrosos para la Tierra que se conoce actualmente, a pesar de que sus probabilidades de chocar con la Tierra son todavía relativamente pequeñas; los científicos estiman que Bennu tiene uno en 2, 700 posibilidades de impactar nuestro planeta durante uno de sus acercamientos cercanos a la Tierra a finales del siglo 22. Ahora, Los científicos pueden predecir el camino de Bennu con bastante precisión hasta el año 2135, cuando el asteroide haga uno de sus pases cercanos a la Tierra. Las observaciones minuciosas de OSIRIS-REx permitirán un control aún más estricto del viaje de Bennu, y ayudar a los científicos que trabajan en la protección de nuestro planeta contra los asteroides peligrosos para comprender mejor lo que se necesitaría para desviar uno en una trayectoria de impacto.

"Estamos desarrollando muchas tecnologías para operar con precisión alrededor de este tipo de cuerpos, y segmentar ubicaciones en sus superficies, así como caracterizar sus propiedades físicas y químicas generales. Necesitaría esta información si quisiera diseñar una misión de desvío de asteroides, "dijo Dante Lauretta, investigador principal de la misión OSIRIS-REx, basado en la Universidad de Arizona en Tucson.

Otra misión próxima que probará una técnica para defender el planeta de los peligros de impacto que ocurren naturalmente es la misión Prueba de redirección de doble asteroide (DART) de la NASA, que intentará cambiar el movimiento de un pequeño asteroide. ¿Cómo? Impacto cinético, en otras palabras, chocar algo con él, pero de una manera más precisa y controlada que la naturaleza.

El objetivo de DART es Didymos, un asteroide binario compuesto por dos objetos que orbitan entre sí. El cuerpo más grande mide aproximadamente 800 metros de ancho, con una pequeña luna de menos de un décimo de milla (150 metros) de ancho. Un asteroide de este tamaño podría provocar un daño regional generalizado si uno impactara la Tierra. DART se estrellará deliberadamente contra la luna pequeña para cambiar ligeramente la velocidad orbital del objeto pequeño. Los telescopios en la Tierra medirán este cambio en la velocidad observando el nuevo período de tiempo que le toma a la luna completar una órbita alrededor del cuerpo principal. que se espera sea un cambio de menos de una fracción del uno por ciento. Pero incluso ese pequeño cambio podría ser suficiente para hacer que un impactador predicho pierda la Tierra en algún escenario de impacto futuro. La nave espacial construido por el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, está programado para su lanzamiento en primavera-verano de 2021.

Didymos y Bennu son solo dos de los casi 19, 000 asteroides cercanos a la Tierra conocidos. Hay más de 8, 300 asteroides cercanos a la Tierra conocidos del tamaño de la luna de Didymos y más grandes, pero los científicos estiman que alrededor de 25, En el espacio cercano a la Tierra existen 000 asteroides en ese rango de tamaño. El telescopio espacial que ayuda a los científicos a descubrir y comprender este tipo de objetos, incluidos los peligros potenciales, is called NEOWISE (which stands for Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer).

"For most asteroids, we know little about them except for their orbit and how bright they look. With NEOWISE, we can use the heat emitted from the objects to give us a better assessment of their sizes, "dijo Amy Mainzer, principal investigator of NEOWISE, based at NASA's Jet Propulsion Laboratory. "That's important because asteroid impacts can pack quite a punch, and the amount of energy depends strongly on the size of the object."

Small Worlds as Pit Stops, Resources for Future Exploration

There are no gas stations in space yet, but scientists and engineers are already starting to think about how asteroids could one day serve as refueling stations for spacecraft on the way to farther-flung destinations. These small worlds might also help astronauts restock their supplies. Por ejemplo, Bennu likely has water bound in clay minerals, which could perhaps one day be harvested for hydrating thirsty space travelers.

"In addition to science, the future will indeed be mining, " Green said. "The materials in space will be used in space for further exploration."

How did metals get on asteroids? As they formed, asteroids and other small worlds collected heavy elements forged billions of years ago. Iron and nickel found in asteroids were produced by previous generations of stars and incorporated in the formation of our solar system.

These small bodies also contain heavier metals forged in stellar explosions called supernovae. The violent death of a star, which can lead to the creation of a black hole, spreads elements heavier than hydrogen and helium throughout the universe. These include metals like gold, silver and platinum, as well as oxygen, carbon and other elements we need for survival. Another kind of cataclysm—the collision of supernova remnants called neutron stars—can also create and spread heavy metals. In this way small bodies are also forensic evidence of the explosions or collisions of long-dead stars.

Because of big things, we now have a lot of very small things. And from small things, we get big clues about our past—and possibly resources for our future. Exploring these objects is important, even if they aren't planets.

They are small worlds, después de todo.