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    El telescopio espacial detecta agua en varios asteroides

    Utilizando un telescopio espacial, el equipo pudo detectar con éxito la presencia de agua en muchos asteroides. Crédito:Universidad de Kobe

    Usando el satélite de infrarrojos AKARI, un equipo de investigación japonés ha detectado la existencia de agua en forma de minerales hidratados en varios asteroides por primera vez. Este descubrimiento contribuirá a la comprensión de la distribución del agua en el sistema solar, la evolución de los asteroides, y el origen del agua en la Tierra.

    Los hallazgos fueron realizados por el equipo dirigido por el profesor asistente del proyecto Fumihiko Usui (Graduate School of Science, Universidad de Kobe), Investigador senior asociado Sunao Hasegawa, Investigador asociado de proyectos aeroespaciales Takafumi Ootsubo (Instituto de Ciencias Espaciales y Astronáuticas, Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón), y el profesor emérito Takashi Onaka (Escuela de Graduados en Ciencias, Universidad de Tokio). Los resultados se publicaron el 17 de diciembre en la edición en línea Advanced Access de Publicaciones de la Sociedad Astronómica de Japón .

    La tierra es un planeta acuático y es el único planeta del sistema solar donde se ha confirmado la presencia de agua en la superficie del planeta. Nosotros estamos, sin embargo, aún no estoy seguro de cómo la Tierra adquirió agua. Estudios recientes han demostrado que otros cuerpos celestes del sistema solar tienen, o solía tener, agua de alguna forma. Los asteroides se encuentran entre los candidatos que trajeron agua a la Tierra. Tenga en cuenta que el agua líquida no fluye en la superficie de los asteroides, pero el agua se retiene en los asteroides como minerales hidratados producidos por reacciones químicas del agua y rocas anhidras. Estas reacciones ocurrieron dentro de los asteroides en un proceso de alteración acuosa. Los minerales hidratados son estables incluso por encima de la temperatura de sublimación del hielo de agua. Por lo tanto, buscando minerales hidratados, podemos investigar si los asteroides tienen agua.

    Las longitudes de onda infrarrojas contienen características espectrales características de varias sustancias, incluyendo moléculas, hielo y minerales, que no se puede observar en longitudes de onda visibles. Por lo tanto, es necesario observar en longitudes de onda infrarrojas para el estudio de los objetos del sistema solar. Los minerales hidratados exhiben características de absorción de diagnóstico de alrededor de 2,7 micrómetros. La absorción de vapor de agua y dióxido de carbono en la atmósfera terrestre nos impide observar esta longitud de onda con telescopios terrestres. Por tanto, es necesario realizar observaciones desde fuera de la atmósfera, en el espacio. Sin embargo, ha habido pocas observaciones con telescopios espaciales; el Observatorio Espacial Infrarrojo (ISO), lanzado en 1995, no tenía la sensibilidad suficiente para hacer espectroscopia de asteroides débiles y el telescopio espacial Spitzer, lanzado en 2003, no tenía una cobertura de este rango de longitud de onda. Por esta razón, No se ha entendido completamente cuánta agua contienen los asteroides.

    Esto muestra 6 ejemplos para asteroides de tipo C y de tipo S. Puede ver claramente la absorción en longitudes de onda de alrededor de 2,7 micrómetros (indicados por las flechas verdes) atribuida a los minerales hidratados. También puede ver firmas de hielo de agua o material rico en amoníaco en alrededor de 3,1 micrómetros (indicado por las flechas azules). Los datos que se muestran en esta figura son los espectros reflejados de la luz solar por la superficie de los asteroides. Crédito:Universidad de Kobe

    El satélite infrarrojo japonés AKARI, lanzado en febrero de 2006, estaba equipado con la cámara infrarroja (IRC) que permitió a los investigadores obtener espectros en longitudes de onda del infrarrojo cercano de dos a cinco micrómetros. Usando esta función única, Se realizaron las observaciones espectroscópicas de 66 asteroides (figura 1) y se obtuvieron sus espectros de infrarrojo cercano. Esto brinda la primera oportunidad de estudiar las características de los minerales hidratados en los asteroides en aproximadamente la longitud de onda de 2,7 micrómetros.

    Las observaciones detectaron absorción, que se atribuyó a minerales hidratados para 17 asteroides de tipo C (figura 2). Asteroides de tipo C, que aparecen oscuros en longitudes de onda visibles, se creía que eran ricos en agua y material orgánico, pero las presentes observaciones con AKARI son las primeras en confirmar la presencia de minerales hidratados en estos asteroides. La fuerza de absorción detectada en alrededor de 2,7 micrómetros varía para cada asteroide, y algunos muestran características de absorción de otras sustancias, tales como hielo de agua y material rico en amoníaco en alrededor de 3,1 micrómetros.

    Al examinar los asteroides de tipo C con más detalle, el equipo de investigación descubrió una relación clara entre la longitud de onda de la absorción más profunda y la profundidad de la absorción para la característica de 2,7 micrómetros (figura 3). Esto muestra una tendencia observada en el proceso en el que los minerales hidratados se calientan y pierden agua gradualmente. La energía de calefacción podría ser suministrada por el plasma del viento solar, impactos de micrometeoritos, o el calor de desintegración de los isótopos radiactivos en las rocas. Esta tendencia había sido predicha por mediciones de meteoritos, pero esta es la primera vez que se confirma en asteroides. Muchos asteroides de tipo C muestran esta tendencia, sugiriendo que los asteroides de tipo C se formaron por la aglomeración de rocas y hielo de agua, luego se produjo una alteración acuosa en el interior de los asteroides para formar minerales hidratados, y finalmente los asteroides de tipo C se calentaron y se deshidrataron.

    Por otra parte, Se consideró que los asteroides rocosos de tipo S no contenían agua, a diferencia de los asteroides de tipo C. En el presente estudio, Los minerales hidratados no se detectaron en la mayoría de los tipos S, pero se descubrió recientemente que existen casos excepcionales de algunos asteroides que muestran leves signos de minerales hidratados. Los signos de agua que se encuentran en tales asteroides de tipo S probablemente no fueron generados por alteración acuosa como en los de tipo C, pero fueron producidos por colisiones de otros asteroides hidratados, es decir, es el origen exógeno que provocó los minerales hidratados. Ocasionalmente ocurren colisiones de asteroides. En la etapa inicial de la formación del sistema solar, varios cuerpos pequeños, incluidos los asteroides, eran más grandes que en la actualidad, y los eventos de colisión deben haber sido más frecuentes. Del hecho de que la Tierra habría experimentado colisiones con muchos asteroides, se imagina que al menos una cierta cantidad de agua en la Tierra fue traída de los asteroides por tales colisiones.

    La relación entre la profundidad de absorción y la longitud de onda máxima de la absorción más profunda para la característica en alrededor de 2,7 micrómetros en asteroides de tipo C (mostrada por las flechas verdes en la figura 2). Las diferentes marcas muestran diferencias de subgrupos en los tipos de asteroides de tipo C (según la clasificación taxonómica de Bus-DeMeo). La tendencia de 13 asteroides de arriba a la derecha a abajo a la izquierda indicada por la flecha se puede entender en términos del proceso de deshidratación. Cuatro asteroides con los símbolos rojos delgados se desvían de la tendencia general. Se requiere una investigación de seguimiento adicional para comprender la naturaleza de estos valores atípicos. Crédito:Universidad de Kobe

    Este estudio ha confirmado la presencia de agua en asteroides. Los espectros de los asteroides observados muestran patrones comunes. El tamaño y la distancia del sol pueden considerarse factores importantes en las diferencias entre espectros. Para comprender completamente los patrones observados, es necesario acumular observaciones de más asteroides, así como comparar hallazgos con la medición de meteoritos recolectados en la Tierra. El Dr. Usui dice:"Al resolver este acertijo, podemos dar un paso significativo hacia la identificación de la fuente del agua de la Tierra y develar el secreto de cómo comenzó la vida en la Tierra ".

    AKARI completó su operación en noviembre de 2011. Para la próxima oportunidad de realizar espectroscopía en una longitud de onda de 2,7 micrómetros con un telescopio espacial, Los investigadores tendrán que esperar hasta el lanzamiento del telescopio espacial James Webb por la NASA, programado en 2021.

    En la actualidad, el explorador de asteroides japonés Hayabusa2 y el estadounidense OSIRIS-REx están examinando los asteroides Ryugu y Bennu, respectivamente. Cada explorador tiene la capacidad de realizar mediciones en el rango de 2,7 micrómetros para buscar la firma del agua. Las observaciones in situ de asteroides con naves espaciales pueden proporcionar información detallada sobre cráteres y topografía, aspectos que los telescopios terrestres y en órbita terrestre no pueden revelar. Los presentes resultados aumentan significativamente los valores científicos de los datos obtenidos por los exploradores y comprenden las propiedades de los asteroides Ryugu y Bennu en detalle.


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