OSIRIS-REx descubre que la luz del sol puede romper rocas en el asteroide Bennu

Ejemplos de desagregación (arriba) y fracturas lineales (abajo) en rocas en el asteroide Bennu a partir de imágenes tomadas por la nave espacial OSIRIS-REX de la NASA. En la fila inferior, las orientaciones de fractura son (d) oeste-noroeste a este-sureste y (e, f) de norte a sur. Créditos: NASA/Goddard/Universidad de Arizona

Los asteroides no se quedan ahí sin hacer nada mientras orbitan alrededor del Sol.

Son bombardeados por meteoroides, destrozados por la radiación espacial, y ahora, por primera vez, los científicos están viendo evidencia de que incluso un poco de sol puede desgastarlos.

Las rocas en el asteroide Bennu parecen estar agrietando a medida que la luz solar los calienta durante el día y se enfrían por la noche, según imágenes de la nave espacial OSIRIS-REx (Origins Spectral Interpretation Resource Identification Security - Regolith Explorer) de la NASA.

"Esta es la primera vez que la evidencia de este proceso, llamado fracturación térmica, se observa definitivamente en un objeto sin atmósfera", dijo Jamie Molaro, del Instituto de Ciencia Planetaria, Tucson, Arizona, autor principal de un artículo que aparece en Nature Communications el 9 de junio. "Es una pieza de un rompecabezas que nos dice cómo era la superficie, y cómo será como dentro de millones de años".

"Como cualquier proceso de intemperie, la fracturación térmica provoca la evolución de rocas y superficies planetarias a lo largo del tiempo, desde cambiar la forma y el tamaño de las rocas individuales, hasta producir guijarros o regolito de grano fino, hasta derribar paredes de cráteres", dijo el investigador principal de OSIRIS-REx, Dante Lauretta, de la Universidad de Arizona, Tucson. "La rapidez con la que esto ocurre en relación con otros procesos de intemperie nos dice cómo y con qué rapidez ha cambiado la superficie".

Las rocas se expanden cuando la luz solar las calienta durante el día y se contraen a medida que se enfrían por la noche, causando estrés que forma grietas que crecen lentamente con el tiempo. Los científicos han pensado durante un tiempo que la fracturación térmica podría ser un proceso de envejecimiento importante en objetos sin aire como asteroides porque muchos experimentan diferencias extremas de temperatura entre el día y la noche, agravando el estrés. Por ejemplo, los máximos diurnos en Bennu pueden alcanzar casi 127 grados Celsius o unos 260 grados Fahrenheit, y los mínimos nocturnos se desploman a unos menos 73 grados centígrados o casi menos a 100 grados Fahrenheit. Sin embargo, muchas de las características reveladoras de la fracturación térmica son pequeñas, y antes de que OSIRIS-REx se acercara a Bennu, las imágenes de alta resolución necesarias para confirmar la fracturación térmica en asteroides no existían.

El equipo de la misión encontró características consistentes con la fracturación térmica usando la suite de cámara OSIRIS-REx (OCAMS) de la nave espacial, que puede ver características en Bennu de menos de un centímetro (casi 0,4 pulgadas). Encontró evidencia de exfoliación, donde la fracturación térmica probablemente causó capas pequeñas y delgadas (1 - 10 centímetros) para escamarse de las superficies de roca. La nave espacial también produjo imágenes de grietas que corrían a través de rocas en dirección norte-sur, a lo largo de la línea de tensión que se produciría por fractura térmica en Bennu.

Otros procesos de intemperie pueden producir características similares, pero el análisis del equipo los descartó. Por ejemplo, la lluvia y la actividad química pueden producir exfoliación, pero Bennu no tiene atmósfera para producir lluvia. Las rocas exprimidas por la actividad tectónica también pueden exfoliar, pero Bennu es demasiado pequeña para tal actividad. Los impactos de meteoroides ocurren en Bennu y ciertamente pueden romper rocas, pero no causarían la erosión uniforme de las capas de las superficies de rocas que se vieron. Además, no hay señales de cráteres de impacto donde se está produciendo la exfoliación.

Estudios adicionales de Bennu podrían ayudar a determinar la rapidez con la que la fractura térmica está desgastando el asteroide, y cómo se compara con otros procesos de intemperie. "Todavía no tenemos buenas restricciones en las tasas de descomposición de la fracturación térmica, pero podemos conseguirlas ahora que podemos observarla por primera vez in situ", dijo Jason Dworkin, científico del proyecto OSIRIS-REx, del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "Las mediciones de laboratorio sobre las propiedades de las muestras devueltas por la nave espacial en 2023 nos ayudarán a aprender más sobre cómo funciona este proceso".

Otra área de investigación es cómo la fracturación térmica afecta nuestra capacidad para estimar la edad de las superficies. En general, cuanto más desgastada es una superficie, más antigua es. Por ejemplo, es probable que una región con muchos cráteres sea más antigua que un área con pocos cráteres, suponiendo que los impactos ocurran a una velocidad relativamente constante a través de un objeto. Sin embargo, la intemperie adicional de la fractura térmica podría complicar una estimación de la edad, porque la fracturación térmica va a ocurrir a un ritmo diferente en diferentes cuerpos, dependiendo de cosas como su distancia del Sol, la longitud de su día, y la composición, estructura y fuerza de sus rocas. En los cuerpos donde la fracturación térmica es eficiente, entonces puede hacer que las paredes del cráter se descompongan y erosionen más rápido. Esto haría que la superficie se vea más vieja de acuerdo con el registro de cráteres, cuando en realidad es más joven. O podría ocurrir lo contrario. Se necesita más investigación sobre la fracturación térmica en diferentes cuerpos para empezar a manejar esto, según Molaro.

La investigación fue financiada por el programa científico participante OSIRIS-REx de la NASA, así como la misión OSIRIS-REx. El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, proporciona administración general de misiones, ingeniería de sistemas y la seguridad y la garantía de misión para OSIRIS-REx. Dante Lauretta de la Universidad de Arizona, Tucson, es el investigador principal, y la Universidad de Arizona también lidera el equipo de ciencias y la planificación de observación científica y procesamiento de datos de la misión. Lockheed Martin Space en Denver construyó la nave espacial y está proporcionando operaciones de vuelo. Goddard y KinetX Aerospace son responsables de navegar por la nave espacial OSIRIS-REx. OSIRIS-REx es la tercera misión en el Programa Nuevas Fronteras de la NASA, que es administrado por el Centro De Vuelo Espacial Marshall de la NASA en Huntsville, Alabama, para la Dirección de Misión Científica de la agencia en Washington. La NASA está explorando nuestro Sistema Solar y más allá, descubriendo mundos, estrellas y misterios cósmicos cerca y lejos con nuestra poderosa flota de misiones espaciales y terrestres.

Más imágenes https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/sunlight-cracks-rocks-on-bennu

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