Es posible que el asteroide Ryugu no haya viajado tan lejos desde su origen hasta su actual órbita cercana a la Tierra como se pensaba anteriormente. Nueva investigación publicada hoy en la revista Avances de la ciencia Ryugu se formó cerca del planeta Júpiter. Estudios anteriores apuntaron a una fuente fuera de la órbita de Saturno. Hace cuatro años, la sonda espacial japonesa Hayabusa 2 trajo muestras de Ryugu a la Tierra. Investigadores dirigidos por el Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar (MPS) de Alemania han comparado ahora estas muestras, así como los tipos de níquel que se encuentran en meteoritos ordinarios ricos en carbono. Los resultados muestran una alternativa a las ideas previas sobre el lugar de nacimiento de estos cuerpos: diferentes asteroides ricos en carbono pueden haberse formado en la misma región cerca de Júpiter, aunque en parte mediante procesos diferentes y con aproximadamente dos millones de años de diferencia.
En diciembre de 2020, la sonda espacial Hayabusa 2 devolvió a la Tierra una muestra del asteroide Ryugu. Desde entonces, el material ha pasado por unos cuantos gramos. Después de las pruebas iniciales en Japón, algunos de los diminutos granos de color negro azabache viajaron a instalaciones de investigación de todo el mundo. Allí fueron medidos, pesados, analizados químicamente y expuestos, entre otras cosas, a radiación infrarroja, de rayos X y de sincrotón. En MPS, los investigadores examinan la proporción de isótopos metálicos específicos en muestras, como en el estudio actual. Los científicos se refieren a los isótopos como formas del mismo elemento que difieren sólo en el número de neutrones en el núcleo. Hallazgos como estos podrían ayudar a comprender dónde se formó Ryugu en el sistema solar.
El viaje de Ryugu a través del sistema solar
Ryugu es un asteroide cercano a la Tierra: su órbita alrededor del Sol pasa por la Tierra (sin riesgo de colisión). Sin embargo, los investigadores especulan que, al igual que otros asteroides cercanos a la Tierra, Ryugu no es originario del Sistema Solar interior, sino que viajó hasta allí desde el cinturón de asteroides entre las órbitas de Marte y Júpiter. Los verdaderos lugares de nacimiento de las poblaciones del cinturón de asteroides probablemente estén más lejos del Sol, más allá de la órbita de Júpiter. Es posible que el asteroide Ryugu no haya viajado tan lejos desde su origen hasta su actual órbita cercana a la Tierra como se suponía anteriormente. Nueva investigación publicada hoy en la revista Avances de la ciencia Ryugu se formó cerca del planeta Júpiter. Estudios anteriores apuntaron a una fuente fuera de la órbita de Saturno. Hace cuatro años, la sonda espacial japonesa Hayabusa 2 trajo muestras de Ryugu a la Tierra. Investigadores dirigidos por el Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar (MPS) de Alemania han comparado ahora estas muestras, así como los tipos de níquel que se encuentran en meteoritos ordinarios ricos en carbono. Los resultados muestran una alternativa a las ideas previas sobre el lugar de nacimiento de estos cuerpos: diferentes asteroides ricos en carbono pueden haberse formado en la misma región cerca de Júpiter, aunque en parte mediante procesos diferentes y con aproximadamente dos millones de años de diferencia.
Puede ayudar a arrojar luz sobre los orígenes y la evolución posterior de la “relación familiar” de Ryugu. ¿En qué medida se parece Ryugu a representantes de clases conocidas de meteoritos? Se trata de fragmentos de asteroides que llegaron a la Tierra desde el espacio. Las búsquedas realizadas en los últimos años han revelado una sorpresa: Ryugu encaja, como se esperaba, en un gran grupo de meteoritos ricos en carbono. Sin embargo, un estudio detallado de su composición la asigna a un grupo raro: las llamadas condritas CI. También se les conoce como condritas tipo Ivuna, en honor a la localidad de Tanzania donde se encontró su representante más conocido. Aparte de la condrita de Evuna, hasta la fecha sólo se han descubierto ocho de estos ejemplares exóticos. Debido a que su composición química es similar a la del Sol, se consideran elementos particularmente primitivos formados en los bordes exteriores del Sistema Solar. “Hasta ahora suponíamos que el origen de Ryugu también se encontraba fuera de la órbita de Saturno”, explica el científico del MPS Dr. Timo Hopp, coautor del estudio actual, que ya dirigió investigaciones anteriores sobre la composición isotópica de Ryugu.
El último análisis de los científicos de Gotinga muestra ahora un panorama diferente. Por primera vez, el equipo investigó las proporciones de isótopos de níquel en cuatro muestras del asteroide Ryugu y seis muestras de condrita carbonosa. Los resultados confirman la estrecha relación entre Ryugu y las condritas CI. Sin embargo, la idea de un lugar de nacimiento común en el borde del sistema solar ya no es convincente.
Un elemento faltante
¿Qué pasó? Hasta ahora, los investigadores entendían la condrita carbonosa como una mezcla de tres “elementos” que pueden verse incluso a simple vista en corte transversal. Incrustadas en rocas de grano fino hay inclusiones redondeadas de tamaño milimétrico, así como inclusiones más pequeñas y de forma irregular densamente empaquetadas. Las inclusiones irregulares son el primer material que alguna vez se condensó en polvo sólido en el disco de gas caliente que orbita alrededor del Sol. Posteriormente se forman cóndrulos redondos ricos en silicatos. Hasta ahora, los investigadores han atribuido las diferencias en la composición isotópica entre las condritas de Si y otros grupos de condritas carbonosas a diferentes proporciones de mezcla de estos tres elementos. Por ejemplo, las condritas CI se componen principalmente de rocas de grano fino, mientras que sus hermanas son significativamente más ricas en inclusiones. Sin embargo, como describe el equipo en la publicación actual, los resultados de las mediciones de níquel no se ajustan a este esquema.
Los cálculos de los investigadores ahora muestran que sus mediciones sólo pueden explicarse por un cuarto elemento: pequeños granos de hierro y níquel, que debieron haberse acumulado durante la formación del asteroide. En el caso de las condritas Ryugu y CI, este proceso debe haber sido particularmente eficiente. “En la formación de condritas Ryugu y CI, por un lado, y de otros grupos de condritas carbonosas, por otro, deben intervenir mecanismos completamente diferentes”, afirma Friedolin Spitzer, de MPS, primer autor del nuevo estudio, que resume Basic Concepts.
Según los investigadores, las primeras condritas carbonosas comenzaron a formarse unos dos millones de años después de la formación del sistema solar. Atraídos por la gravedad del aún joven Sol, el polvo y las primeras masas sólidas se abrieron paso desde el borde exterior del disco de gas y polvo hacia el interior del Sistema Solar, pero encontraron un obstáculo en el camino: el recién formado Júpiter. Más allá de su órbita, se acumulan grupos particularmente grandes y pesados, que crecen hasta convertirse en condritas carbonosas con muchas de sus inclusiones. Hacia el final de esta evolución, después de unos dos millones de años, tiene lugar otro proceso: bajo la influencia del Sol, el gas original se evapora lentamente fuera de la órbita de Júpiter, acumulando inicialmente polvo y granos de hierro-níquel. Esto da como resultado el nacimiento de condritas CI.
“Los resultados nos sorprendieron mucho. Tuvimos que repensar completamente, no sólo el caso de Ryugu, sino también todo el grupo de condritas CI”, dijo el Dr. Christoph Burkhardt del MPS. Las condritas CI ya no se consideran parientes distantes y algo exóticos de otras condritas carbonosas de los confines exteriores del Sistema Solar, sino que pueden haberse formado en la misma región que sus hermanos menores, pero a través de un proceso diferente y posterior. “El estudio actual muestra cuán importantes pueden ser las investigaciones de laboratorio para comprender la historia de la formación de nuestro sistema solar”, afirmó el Prof. Thorsten Klein, director del Departamento de Ciencias Planetarias de MPS y coautor del estudio.