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Nuevos hallazgos cambian la definición de Vesta, que no es exactamente un asteroide ni un planeta, y que desafían las ideas previas sobre la formación de asteroides y planetas.
Durante décadas, los científicos creyeron que Vesta, uno de los objetos más grandes del cinturón de asteroides de nuestro sistema solar, no era solo un asteroide. Concluyeron que Vesta tiene corteza, manto y núcleo: propiedades fundamentales de un planeta.
Los astrónomos lo estudiaron en busca de pistas sobre cómo se formaron los planetas primitivos y cómo pudo haber sido la Tierra en sus inicios.
Ahora, la Universidad de Michigan State ha contribuido a una investigación que revierte esta idea. Un equipo dirigido por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA (JPL) publicó un artículo en Nature Astronomy que revela que la estructura interior de Vesta es más uniforme de lo que se creía. Estos hallazgos sorprendieron a los investigadores que, hasta entonces, asumían que Vesta era un protoplaneta que nunca se convirtió en un planeta completo.
“La falta de núcleo fue muy sorprendente”, dijo en un comunicado Seth Jacobson, profesor adjunto de Ciencias de la Tierra y Ambientales de la MSU y coautor del artículo. “Es una forma realmente diferente de pensar en Vesta”.
DOS HIPÓTESIS
¿Cuál es la verdadera identidad de Vesta? El equipo de investigación tiene dos hipótesis que requieren mayor exploración.
La primera posibilidad es que Vesta experimentó una diferenciación incompleta, lo que significa que inició el proceso de fusión necesario para formar capas distintivas, como núcleo, manto y corteza, pero nunca terminó. La segunda es una teoría que Jacobson planteó en una conferencia de astronomía hace años: Vesta es un fragmento de un planeta en crecimiento en nuestro sistema solar.
En la conferencia, Jacobson quería que otros investigadores consideraran la posibilidad de que algunos meteoritos pudieran ser restos de colisiones ocurridas durante la era de formación planetaria. Incluyó a Vesta en su sugerencia, pero no la había considerado una posibilidad real.
“Esta idea pasó de ser una sugerencia algo absurda a una hipótesis que ahora estamos tomando en serio gracias a este nuevo análisis de los datos de la misión Dawn de la NASA”, declaró Jacobson.
MÁS QUE UN ASTEROIDE
La mayoría de los asteroides están compuestos de un material condrítico muy antiguo, con la apariencia de grava sedimentaria cósmica. En contraste, la superficie de Vesta está cubierta de rocas basálticas volcánicas. Esas rocas indicaron a los científicos que Vesta experimentó un proceso de fusión llamado diferenciación planetaria, donde el metal se hunde hacia el centro y forma un núcleo.
La NASA lanzó la sonda espacial Dawn en 2007 para estudiar Vesta y Ceres, los dos objetos más grandes del cinturón de asteroides. El objetivo era comprender mejor cómo se formaron los planetas.
Dawn pasó meses, de 2011 a 2012, orbitando Vesta, midiendo su campo gravitatorio y tomando imágenes de alta resolución para crear un mapa muy detallado de su superficie. Tras realizar tareas similares en Ceres, la misión finalizó en 2018 y los científicos publicaron los hallazgos de los datos.
Jacobson afirmó que cuanto más utilizaban los datos los investigadores, mejor los procesaban. Encontraron maneras de calibrar las mediciones con mayor precisión, lo que proporciona una imagen mejorada de la composición de Vesta. Por eso, Ryan Park, científico investigador sénior e ingeniero principal del JPL, y su equipo decidieron reprocesar las mediciones de Vesta. Durante años, los datos gravitacionales contradictorios de las observaciones de Vesta por Dawn generaron confusión -dijo Park-. Tras casi una década perfeccionando nuestras técnicas de calibración y procesamiento, logramos una alineación notable entre los datos radiométricos de la Red de Espacio Profundo de Dawn y los datos de imágenes a bordo. Nos emocionó confirmar la solidez de los datos para revelar el interior profundo de Vesta. Nuestros hallazgos muestran que la historia de Vesta es mucho más compleja de lo que se creía, moldeada por procesos únicos como la diferenciación planetaria interrumpida y las colisiones en etapas tardías.
Los científicos planetarios pueden estimar el tamaño del núcleo de un cuerpo celeste midiendo el momento de inercia. Se trata de un concepto de la física que describe la dificultad de cambiar la rotación de un objeto alrededor de un eje. Jacobson comparó este concepto con un patinador artístico que gira sobre hielo. Cambia su velocidad contrayendo los brazos para acelerar y moviéndolos hacia afuera para frenar. Su momento de inercia cambia con el cambio de posición de los brazos.
De manera similar, un objeto en el espacio con un núcleo más grande es como una bailarina con los brazos retraídos. Los cuerpos celestes con un núcleo denso se mueven de forma diferente a uno sin núcleo. Con este conocimiento, el equipo de investigación midió la rotación y el campo gravitatorio de Vesta. Los resultados mostraron que Vesta no se comportó como un objeto con núcleo, lo que cuestiona las ideas previas sobre su formación.
NINGUNA ES DESCARTABLE
Ninguna hipótesis se ha explorado lo suficiente como para descartarla, pero ambas presentan problemas que requieren más investigación para su explicación. Si bien es posible una diferenciación incompleta, no concuerda con los meteoritos que los investigadores han recolectado a lo largo del tiempo.
“Estamos realmente seguros de que estos meteoritos provienen de Vesta”, dijo Jacobson. “Y estos no muestran evidencia obvia de diferenciación incompleta”.
La explicación alternativa se basa en la idea de que, a medida que se formaban los planetas terrestres, se produjeron grandes colisiones, principalmente el crecimiento de los planetas, pero también la generación de escombros de impacto.
Los materiales expulsados de esas colisiones incluirían rocas resultantes de la fusión y, al igual que Vesta, no tendrían núcleo.
FRAGMENTO DE PLANETA EN FORMACIÓN
El laboratorio de Jacobson ya estaba explorando las consecuencias de los impactos gigantescos durante la era de la formación planetaria. Trabaja en la idea de que algunos asteroides del cinturón de asteroides son fragmentos expulsados de los planetas en formación.
Esta idea aún está lejos de ser demostrada. Es necesario crear y perfeccionar más modelos para demostrar que Vesta es un fragmento antiguo de un planeta en formación. Los científicos pueden ajustar su forma de estudiar los meteoritos de Vesta para profundizar en cualquiera de las dos hipótesis, afirmó Jacobson. También podrían realizar estudios adicionales con los nuevos enfoques de los datos de la misión Dawn.