La misión OSIRIS-REx de la NASA explica los misteriosos eventos de partículas de Bennu.

Esta vista del asteroide Bennu expulsando partículas de su superficie el 6 de enero fue creada mediante la combinación de dos imágenes tomadas por la cámara NavCam 1 a bordo de la nave espacial OSIRIS-REx de la NASA: una imagen de exposición corta (1.4 ms), que muestra claramente el asteroide, y una imagen de exposición larga (5 segundos), que muestra las partículas. También se aplicaron otras técnicas de procesamiento de imágenes, como recortar y ajustar el brillo y el contraste de cada capa.
Créditos: NASA / Goddard / Universidad de Arizona / Lockheed Martin

Poco después de que la nave espacial OSIRIS-REx de la NASA llegara al asteroide Bennu, un descubrimiento inesperado por parte del equipo científico de la misión reveló que el asteroide podría estar activo o descargar constantemente partículas al espacio. El examen en curso de Bennu, y su muestra que finalmente será devuelta a la Tierra, podría arrojar luz sobre por qué está ocurriendo este fenómeno intrigante.

El equipo de OSIRIS-REx observó por primera vez un evento de expulsión de partículas en imágenes capturadas por las cámaras de navegación de la nave espacial tomadas el 6 de enero, justo una semana después de que la nave espacial entrara en su primera órbita alrededor de Bennu. A primera vista, las partículas parecían ser estrellas detrás del asteroide, pero en un examen más detallado, el equipo se dio cuenta de que el asteroide estaba expulsando material de su superficie. Después de concluir que estas partículas no comprometen la seguridad de la nave espacial, la misión comenzó observaciones dedicadas para documentar completamente la actividad.

“Entre las muchas sorpresas de Bennu, las expulsiones de partículas despertaron nuestra curiosidad, y hemos pasado los últimos meses investigando este misterio”, dijo Dante Lauretta, investigador principal de OSIRIS-REx en la Universidad de Arizona, Tucson. “Esta es una gran oportunidad para ampliar nuestro conocimiento sobre cómo se comportan los asteroides”.

Después de estudiar los resultados de las observaciones, el equipo de la misión publicó sus hallazgos en un artículo publicado en Science el 6 de diciembre. El equipo observó los tres eventos de eyección de partículas más grandes el 6 y 19 de enero y el 11 de febrero, y concluyó que los eventos se originaron desde diferentes lugares en la superficie de Bennu. El primer evento se originó en el hemisferio sur, y el segundo y tercer evento ocurrieron cerca del ecuador. Los tres eventos tuvieron lugar al final de la tarde en Bennu.

El equipo descubrió que, después de la expulsión de la superficie del asteroide, las partículas orbitaron brevemente a Bennu y cayeron de regreso a su superficie o escaparon de Bennu al espacio. Las partículas observadas viajaron hasta 10 pies (3 metros) por segundo, y se midieron desde un tamaño inferior a una pulgada hasta 4 pulgadas (10 cm). Se observaron aproximadamente 200 partículas durante el evento más grande, que tuvo lugar el 6 de enero.

El equipo investigó una amplia variedad de posibles mecanismos que pueden haber causado los eventos de eyección, y redujo la lista a tres candidatos: impactos de meteoritos, fractura por estrés térmico y liberación de vapor de agua.

Los impactos de meteoritos son comunes en el vecindario del espacio profundo de Bennu, y es posible que estos pequeños fragmentos de roca espacial estén golpeando a Bennu donde OSIRIS-REx no lo observa, sacudiendo partículas sueltas con el impulso de su impacto.

El equipo también determinó que la fractura térmica es otra explicación razonable. Las temperaturas de la superficie de Bennu varían drásticamente durante su período de rotación de 4.3 horas. Aunque hace mucho frío durante las horas nocturnas, la superficie del asteroide se calienta significativamente a media tarde, que es cuando ocurrieron los tres eventos principales. Como resultado de este cambio de temperatura, las rocas pueden comenzar a agrietarse y romperse, y eventualmente las partículas podrían ser expulsadas de la superficie. Este ciclo se conoce como fractura por estrés térmico.

La liberación de agua también puede explicar la actividad del asteroide. Cuando las arcillas cerradas con agua de Bennu se calientan, el agua podría comenzar a liberarse y crear presión. Es posible que a medida que la presión se acumule en grietas y poros en los cantos rodados donde se libera el agua absorbida, la superficie podría agitarse y provocar la erupción de partículas.

Pero la naturaleza no siempre permite explicaciones simples. “Podría ser que hay más de uno de estos posibles mecanismos en juego”, dijo Steve Chesley, autor del artículo y científico investigador principal del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California. “Por ejemplo, la fractura térmica podría estar cortando el material de superficie en pedazos pequeños, lo que hace que sea mucho más fácil para los impactos de meteoritos lanzar piedras al espacio”.

Si la fractura térmica, los impactos de meteoritos, o ambos, son de hecho las causas de estos eventos de eyección, entonces este fenómeno probablemente está ocurriendo en todos los asteroides pequeños, ya que todos experimentan estos mecanismos. Sin embargo, si la liberación de agua es la causa de estos eventos de eyección, entonces este fenómeno sería específico de los asteroides que contienen minerales que portan agua, como Bennu.

La actividad de Bennu presenta grandes oportunidades una vez que se recoja una muestra y se devuelva a la Tierra para su estudio. Muchas de las partículas expulsadas son lo suficientemente pequeñas como para ser recolectadas por el mecanismo de muestreo de la nave espacial, lo que significa que la muestra devuelta puede contener algo de material que fue expulsado y devuelto a la superficie de Bennu. Determinar que una partícula concreta fue expulsada y devuelta a Bennu podría ser una hazaña científica similar a encontrar una aguja en un pajar. El material devuelto a la Tierra desde Bennu, sin embargo, casi seguramente aumentará nuestra comprensión de los asteroides y las formas en que son diferentes y similares, incluso si el fenómeno de eyección de partículas sigue siendo un misterio, las pistas se traerán a casa en el forma de datos y material adicional para su estudio.

La recolección de muestras está programada para el verano de 2020, y la muestra se entregará a la Tierra en septiembre de 2023.

El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, ofrece gestión general de la misión, ingeniería de sistemas y seguridad y garantía de la 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 científico y la planificación de observación científica y el 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 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 Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, para la Dirección de Misión Científica de la agencia en Washington.