La primera misión de retorno de muestras de asteroides de la NASA ahora sabe mucho más sobre el material que recolectará en unas pocas semanas. En una colección especial de seis artículos publicados en las revistas Science and Science Advances, los científicos de la misión OSIRIS-REx presentan nuevos hallazgos sobre el material de la superficie del asteroide Bennu, las características geológicas y la historia dinámica. También sospechan que la muestra entregada de Bennu puede ser diferente a todo lo que tenemos en la colección de meteoritos en la Tierra.

Estos descubrimientos completan los requisitos científicos de recolección de muestras previas a la misión OSIRIS-REx y ofrecen información sobre la muestra de Bennu que los científicos estudiarán para las generaciones venideras.

Uno de los artículos, dirigido por Amy Simon del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, muestra que el material orgánico que contiene carbono está muy extendido en la superficie del asteroide, incluso en el lugar principal escogido para la recogida de muestras de la misión, Nightingale, donde OSIRIS-REx realizará su primer intento de recolección de muestras el 20 de Octubre. Estos hallazgos indican que es probable que la muestra recolectada contenga minerales hidratados y material orgánico.

Esta materia orgánica puede contener carbono en una forma que se encuentra a menudo en biología o en compuestos asociados con la biología. Los científicos están planeando experimentos detallados con estas moléculas orgánicas y esperan que la muestra devuelta ayude a responder preguntas complejas sobre los orígenes del agua y la vida en la Tierra.

“La abundancia de material que contiene carbono es un gran triunfo científico para la misión. Ahora somos optimistas de que recolectaremos y devolveremos una muestra con material orgánico, un objetivo central de la misión OSIRIS-REx,” dijo Dante Lauretta, investigador principal de OSIRIS-REx en la Universidad de Arizona en Tucson.

Los autores de la colección especial también han determinado que los minerales de carbonato constituyen algunas de las características geológicas del asteroide. Los minerales de carbonato a menudo se precipitan de los sistemas hidrotermales que contienen agua y dióxido de carbono. Varias rocas de Bennu tienen vetas brillantes que parecen estar hechas de carbonato, algunas de las cuales se encuentran cerca del cráter Nightingale, lo que significa que los carbonatos pueden estar presentes en la muestra devuelta.

El estudio de los carbonatos encontrados en Bennu fue dirigido por Hannah Kaplan, de Goddard. Estos hallazgos han permitido a los científicos teorizar que el asteroide padre de Bennu probablemente tenía un sistema hidrotermal extenso, donde el agua interactuó y alteró la roca en el cuerpo padre de Bennu. Aunque el cuerpo original fue destruido hace mucho tiempo, estamos viendo evidencias de cómo se veía ese asteroide acuoso aquí, en los fragmentos restantes que componen Bennu. Algunas de estas venas de carbonato en las rocas de Bennu miden hasta unos pocos centímetros de largo y varios centímetros de grosor, lo que valida que un sistema hidrotermal de agua a escala del asteroide estaba presente en el cuerpo principal de Bennu.

Los científicos hicieron otro descubrimiento sorprendente en el sitio Nightingale: su regolito ha estado expuesto recientemente al duro entorno espacial, lo que significa que la misión recogerá y devolverá parte del material más prístino del asteroide. Nightingale es parte de una población de cráteres jóvenes, espectralmente rojos identificados en un estudio dirigido por Dani DellaGiustina en la Universidad de Arizona. Los "colores" de Bennu (variaciones en la pendiente del espectro de longitud de onda visible) son mucho más diversos de lo que se anticipó originalmente. Esta diversidad resulta de una combinación de diferentes materiales heredados del cuerpo padre de Bennu y diferentes duraciones de exposición al entorno espacial.

Los hallazgos de este artículo son un hito importante en un debate en curso en la comunidad científica planetaria: cómo los asteroides primitivos como Bennu cambian espectralmente a medida que están expuestos a procesos de "meteorización espacial", como el bombardeo de rayos cósmicos y el viento solar. Si bien Bennu parece bastante negro a simple vista, los autores ilustran la diversidad de la superficie de Bennu mediante el uso de representaciones en colores falsos de datos multiespectrales recopilados por la cámara MapCam. El material más fresco de Bennu, como el que se encuentra en el sitio Nightingale, es espectralmente más rojo que el promedio y, por lo tanto, aparece rojo en estas imágenes. El material de la superficie se vuelve azul intenso cuando ha estado expuesto a la intemperie espacial durante un período de tiempo intermedio. A medida que el material de la superficie continúa envejeciendo durante largos períodos de tiempo, finalmente se ilumina en todas las longitudes de onda, convirtiéndose en un azul menos intenso, el color espectral promedio de Bennu.

El artículo de DellaGiustina et al. también distingue dos tipos principales de rocas en la superficie de Bennu: oscuras y rugosas, y (con menos frecuencia) brillantes y lisas. Los diferentes tipos pueden haberse formado a diferentes profundidades en el asteroide padre de Bennu.

Los tipos de rocas no solo difieren visualmente, sino que también tienen sus propias propiedades físicas únicas. El artículo dirigido por Ben Rozitis de The Open University en el Reino Unido muestra que los cantos rodados oscuros son más débiles y más porosos, mientras que los cantos rodados brillantes son más fuertes y menos porosos. Las rocas brillantes también albergan los carbonatos identificados por Kaplan y su equipo, lo que sugiere que la precipitación de minerales de carbonato en grietas y espacios porosos puede ser responsable de su mayor resistencia.

Sin embargo, ambos tipos de rocas son más débiles de lo que esperaban los científicos. Rozitis y sus colegas sospechan que las rocas oscuras de Bennu (las más débiles, más porosas y más comunes) no sobrevivirían al viaje a través de la atmósfera terrestre. Por lo tanto, es probable que las muestras devueltas del asteroide Bennu proporcionen un eslabón perdido para los científicos, ya que este tipo de material no está representado actualmente en las colecciones de meteoritos.

Bennu es una pila de escombros en forma de diamante que flota en el espacio, pero hay más de lo que parece. Los datos obtenidos por el altímetro láser (OLA), de OSIRIS-REx un instrumento científico aportado por la Agencia Espacial Canadiense, han permitido al equipo de la misión desarrollar un modelo digital del terreno en 3D del asteroide que, con una resolución de 20 cm, no tiene precedentes en detalle y exactitud. En este artículo, dirigido por Michael Daly de la Universidad de York, los científicos explican cómo un análisis detallado de la forma del asteroide reveló montículos con forma de cresta en Bennu que se extienden de polo a polo, pero son lo suficientemente sutiles como para que el ojo humano los pase por alto fácilmente. Su presencia ha sido insinuada antes, pero su extensión completa de polo a polo solo se hizo evidente cuando los hemisferios norte y sur se dividieron en los datos de OLA para comparar.

El modelo de terreno digital también muestra que los hemisferios norte y sur de Bennu tienen diferentes formas. El hemisferio sur parece ser más suave y redondo, lo que los científicos creen que es el resultado de que el material suelto queda atrapado por las numerosas rocas grandes de la región.

Otro artículo de la colección especial, dirigido por Daniel Scheeres de la Universidad de Colorado Boulder, examina el campo gravitatorio de Bennu, que ha sido determinado siguiendo las trayectorias de la nave espacial OSIRIS-REx y las partículas que son expulsadas naturalmente de la superficie de Bennu. El uso de partículas como sondas de gravedad es fortuito. Antes del descubrimiento de la eyección de partículas en Bennu en 2019, el equipo estaba preocupado por mapear el campo de gravedad con la precisión requerida utilizando solo datos de seguimiento de naves espaciales. El suministro natural de docenas de mini sondas de gravedad permitió al equipo exceder ampliamente sus requisitos y obtener una visión sin precedentes del interior del asteroide.

El campo de gravedad reconstruido muestra que el interior de Bennu no es uniforme. En cambio, hay bolsas de material de mayor y menor densidad dentro del asteroide. Es como si hubiera un vacío en su centro, dentro del cual podrían caber un par de campos de fútbol. Además, la protuberancia en el ecuador de Bennu es poco densa, lo que sugiere que la rotación de Bennu está elevando este material.

Las seis publicaciones de la colección especial utilizan conjuntos de datos globales y locales recopilados por la nave espacial OSIRIS-REx desde Febrero hasta Octubre de 2019. La colección especial subraya que las misiones de retorno de muestras como OSIRIS-REx son esenciales para comprender completamente la historia y la evolución de nuestro Sistema solar.

La misión está a menos de dos semanas de cumplir su mayor objetivo: recolectar un pedazo de un asteroide prístino, hidratado y rico en carbono. OSIRIS-REx partirá de Bennu en 2021 y traerá de regreso la muestra a la Tierra el 24 de Septiembre de 2023.