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Las temperaturas se estimaron a una profundidad de la piel térmica diurna debajo de la superficie y la superficie de Faetón durante su paso por el perihelio. Tenga en cuenta que la rotación de Faetón aproximadamente cada 3,6 horas provoca diferencias de temperatura en cada latitud, que están coloreadas según la leyenda. El rango de baja temperatura en el que se producen especies gaseosas mediante pirólisis se indica como líneas horizontales. crédito: astronomía de la naturaleza (2023). doi: 10.1038/s41550-023-02091-s
El asteroide Faetón, que tiene un diámetro de cinco kilómetros, ha desconcertado a los investigadores durante mucho tiempo. Una cola parecida a la de un cometa puede verse durante unos días cuando el asteroide pasa cerca del Sol durante su órbita.
Sin embargo, las colas de los cometas suelen formarse por la evaporación de hielo y dióxido de carbono, lo que no puede explicar esta cola. La cola ya debería ser visible a la distancia de Júpiter al Sol.
Cuando la capa superficial del asteroide se desprende, la grava y el polvo separados continúan viajando en la misma órbita y generan un cúmulo de estrellas fugaces cuando chocan con la Tierra. Faetón provoca la lluvia de estrellas Gemínidas, que también aparece en los cielos de Finlandia cada año a mediados de diciembre. Al menos según la hipótesis predominante, porque eso sucede cuando la Tierra se cruza en la trayectoria del asteroide.
Hasta ahora, las teorías sobre lo que sucede en la superficie de Faetón cerca del Sol han sido puramente hipotéticas. ¿Qué sale del asteroide? ¿cómo? La respuesta al enigma se encuentra comprendiendo la estructura de Faetón.
Un raro grupo de meteoritos formado por seis meteoritos conocidos
En un estudio reciente publicado en la revista astronomía de la naturaleza Investigadores de la Universidad de Helsinki han vuelto a analizar el espectro infrarrojo de Phaethon medido previamente por el telescopio espacial Spitzer de la NASA y lo han comparado con los espectros infrarrojos de meteoritos medidos en laboratorios.
Los investigadores descubrieron que el espectro de Faetón coincide bien con un tipo particular de meteorito, llamado condrita carbonosa CY. Se trata de un tipo de meteorito muy raro, del que sólo se conocen seis ejemplares.
Los asteroides también se pueden estudiar recuperando muestras del espacio, pero los meteoritos se pueden estudiar sin costosas misiones espaciales. Los asteroides Ryugu y Bennu, objetivo de recientes misiones de retorno de muestras de JAXA y NASA, pertenecen a los meteoritos CI y CM.
Los tres tipos de meteoritos proceden del nacimiento del sistema solar y se parecen en parte entre sí, pero sólo el grupo CY muestra signos de deshidratación y descomposición térmica debido al calentamiento reciente.
Los tres grupos muestran signos de cambios que se produjeron durante la evolución temprana del sistema solar, cuando el agua se combina con otras moléculas para formar carbonatos y minerales de silicato foliar. Sin embargo, los meteoritos de tipo CY se diferencian de otros por su alto contenido de sulfuro de hierro, lo que indica su origen.
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El investigador postdoctoral Eric McLennan tiene en sus manos un tipo muy raro de meteorito, llamado condrita carbonosa CY. Sólo se conocen seis ejemplares de la misma especie. El ejemplar está cedido por el Museo de Historia Natural de Londres. Crédito: Susanne Heikkinen
El espectro de Phaethon coincide con el espectro CY de condritas carbonosas
El análisis del espectro infrarrojo de Phaeton mostró que el asteroide está compuesto al menos de olivino, carbonatos, sulfuro de hierro y minerales de óxido. Todos estos minerales apoyan la asociación con meteoritos CY, especialmente el sulfuro de hierro. Los carbonatos indican cambios en el contenido de agua proporcionales a la composición de las arqueas, mientras que el olivino es producto de la pirólisis de silicatos foliares a temperaturas extremas.
En la investigación, el modelado térmico pudo mostrar las temperaturas predominantes en la superficie del asteroide y cuándo ciertos minerales se desintegran y liberan gases. Cuando Faetón pasa cerca del Sol, la temperatura de su superficie aumenta a unos 800 grados Celsius. El kit CY Meteor encaja bien en esto. A temperaturas similares, los carbonatos liberan dióxido de carbono, los silicatos foliares liberan vapor de agua y los sulfuros liberan gas azufre.
Según el estudio, todos los minerales identificados en Faetón parecen ser consistentes con minerales de meteoritos de tipo CY. Las únicas excepciones fueron los óxidos de portlandita y brucita, que no se detectaron en los meteoritos. Sin embargo, estos minerales pueden formarse cuando los carbonatos se calientan y destruyen en presencia de vapor de agua.
La cola y la lluvia de meteoritos tienen una explicación
La composición y la temperatura del asteroide explican la formación de gas cerca del Sol, pero ¿explican también el polvo y la grava que forman los meteoros Gemínidas? ¿Tiene el asteroide suficiente presión para levantar polvo y rocas de la superficie del asteroide?
Los investigadores utilizaron datos experimentales de otros estudios junto con sus modelos térmicos y, basándose en ellos, estimaron que cuando el asteroide pasa más cerca del Sol, se libera gas de la estructura mineral del asteroide, lo que puede provocar que la roca colapse emocionalmente. Además, la presión del dióxido de carbono y el vapor de agua es lo suficientemente alta como para levantar pequeñas partículas de polvo de la superficie del asteroide.
«La emisión de sodio podría explicar la débil cola que observamos cerca del Sol, y la descomposición térmica podría explicar cómo se liberó polvo y grava de Faetón», dice el autor principal del estudio, el investigador postdoctoral Eric McLennan de la Universidad de Helsinki.
«Fue fascinante ver cómo cada uno de los minerales descubiertos parecía encajar en su lugar y también explicar el comportamiento del asteroide», dice el profesor asociado Mikael Granvik de la Universidad de Helsinki.
más información:
Eric McLennan et al., La descomposición térmica como impulsor de la actividad de asteroides cercanos a la Tierra (3200) Phaethon, astronomía de la naturaleza (2023). doi: 10.1038/s41550-023-02091-s
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