El polvo de cometa de Stardust recuerda a material de asteroide

En contra de lo esperado para un pequeño cuerpo helado, gran parte del polvo del cometa retornado por la misión Stardust se formó muy cerca del joven Sol y fue alterado por los materiales del joven Sistema Solar.

Imágenes combinadas de exposición larga y corta durante el sobrevuelo de Stardust del cometa Wild 2. [Crédito de la imagen: NASA/JPL]

Cuando la misión Stardust retornó a la Tierra con muestras del cometa Wild 2 en 2006, los científicos sabían que el material proporcionaría nuevas pistas sobre la formación de nuestro Sistema Solar, pero no sabían exactamente cómo.

Una nueva investigación llevada a cabo por científicos y colaboradores en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) revela que, además de contener material que se formó muy cerca del joven Sol, el polvo de Wild 2 también carece de algunos ingredientes que se esperaban en el polvo de un cometa. Sorprendentemente, la muestra del cometa Wild 2 recuerda más a un meteorito del cinturón de asteroides, que a un antiguo e inalterado cometa.

Se espera que los comentas contengan grandes cantidades del material más primitivo del Sistema Solar, un tesoro oculto de polvo estelar de otras estrellas y otros antiguos materiales. Pero en el caso de Wild 2, esto simplemente no se da.

Comparando las muestras de Stardust con las partículas de polvo interplanetario cometario (CP IDPs), el equipo encontró que dos materiales silicatos normalmente hallados en IDPs cometarios, junto con otros materiales primitivos incluyendo granos de polvo estelar pre-solar procedentes de otras estrellas, no se han encontrado en la abundancia que se esperaría en un cometa del Cinturón de Kuiper como Wild 2. La captura a alta velocidad de partículas de Stardust puede ser responsable en parte; pero los componentes extra refractarios que se formaron en la nebulosa solar interior a unas pocas unidades astronómicas del Sol, indican que el material de Stardust recuerda a los meteoritos condríticos procedentes del cinturón de asteroides.

“El material es mucho menos primitivo y más alterado que otros materiales que hemos recogido en capturas a gran altitud en nuestra propia estratosfera a partir de una variedad de cometas”, dijo Hope Ishii del LLNL, autor principal de la investigación que aparecerá en la edición del 25 de enero de la revista Science. “En general, las muestras parecen más asteroidales que cometarias”.

Dado que su cola se forma evaporando hielo, Wild 2 es, por definición, un cometa. “Esto nos recuerda que no podemos hacer distinciones de blanco y negro entre asteroides y cometas”, dijo Ishii. “Hay un continuo entre ellos”.

Los sorprendentes hallazgos contradicen las expectativas iniciales de los investigadores para un cometa que pasa la mayor parte de su vida orbitando en el Cinturón de Kuiper, más allá de Neptuno. En 1974, Wild 2 tuvo un encuentro cercano con Júpiter que le hizo colocarse en su órbita actual, mucho más cercana a la Tierra.

Los cometas se formaron más allá de la llamada línea de hielo donde el agua y otros gases existen en forma de hielo. Debido a su situación alejada del Sol, se han visto como un congelador virtual, preservando los ingredientes preliminares originales de la formación del Sistema Solar hace 4600 millones de años. La nave Stardust viajó un total de siete años para alcanzar a Wild 2 y volver a la Tierra en enero de 2006 con una carga de diminutas partículas para que analizaran los científicos.

Este es uno de los primeros estudios en los que se compara de cerca las partículas de Stardust con CP IDPs. Esta clase de IDPs se cree que contienen la fracción más primitiva e inalterada del material primigenio a partir del cual se formaron nuestros planetas y otros objetos del Sistema Solar.Están altamente enriquecidos en compuestos orgánicos e inorgánicos anómalos isotópicamente heredados de la nebulosa solar exterior – a través de la nube pre-solar de moléculas – a partir del polvo producido alrededor de otras estrellas. Los IDPs se recogieron en la estratosfera mediante aviones de gran altitud (ER-2s y WB-57s) que tienen normalmente más de 50 años.

Rastros de impacto de Stardust y de gas sulfato ligero disparado en aerogel ambos muestran gotas de metal con anillos de sulfato que indican que los objetos similares a GEMS en Stardust se generaron por impacto mezclando el polvo del cometa con el sílice del aerogel. (izquierda) material similar a GEMS de Stardust y (derecha) material similar a GEM de gas ligero disparado. Los GEMS en los IDPs cometarios no contienen las inclusiones de metal sulfato anillado. [Crédito de la imagen: Hope Ishii, LLNL]

El equipo de Livermore buscó específicamente dos materiales silicatos en Stardust que se piensa que son únicos en los IDPs cometarios: silicatos amorfos conocidos como GEMS (vidrio con metal incrustado y sulfatos); y astillas como bigotes del silicato cristalino enstatita (un mineral de formación rocosa). Sorprendentemente, el equipo encontró sólo un bigote de enstatita en las muestras de Stardust, y tenía la orientación cristalográfica incorrecta – una forma típica de enstatita terrestre o asteroidal.

Se hallaron objetos similares a GEMS, pero Ishii y el equipo demostraron que en realidad se crearon durante el impacto a 6 kilómetros por segundo del polvo del cometa Wild 2 con el recolector de la nave Stardust creando un material similar en el laboratorio.

Para analizar el material de Stardust, el equipo de Ishii usó el SuperSTEM Livermore SuperSTEM (microscopio electrónico de transmisión de escaneo). Ishii dijo que futuros análisis deberían centrarse en los materiales de grano más grueso, conocidos como micro-rocas, los cuales sufrieron menos alteración.

“El material encontrado en los objetos primitivos simplemente no estaba en las muestras”, dijo John Bradley, otro autor del LLNL. “Creo que esto es ciencia en acción. Es realmente apasionante porque no es lo que esperábamos”.

“Wild 2 no se parece a lo que pensábamos que deberían parecerse los cometas”, dijo Ishii. “La misión Stardust fue un éxito real debido a que sin ella, nunca hubiésemos aprendido estas cosas sobre nuestro Sistema Solar. El retorno de muestras fue vital para que continuásemos descubriendo cómo se formó y evolucionó nuestro Sistema Solar”.

Además de Ishii y Bradley, otros investigadores de LLNL incluyen a Zu Rong Dai, Miaofang Chi y Nigel Browning. Otras instituciones implicadas incluyen a la UC Davis, el Museo de Historia Natural de Londres, la Universidad de Kent y la Organización Holandesa para la Investigación Científica (NWO).

Stardust es parte de una serie de misiones de Descubrimiento de la NASA y está dirigida por el Laboratorio de Propulsión a Chorro. Stardust se lanzó en febrero de 1999 y completó tres gigantescas vueltas alrededor del Sol. Comenzó a recolectar polvo interestelar en 2000 y se encontró con Wild 2 en enero de 2004, cuando la nave impactó con miles de partículas del cometa incluyendo algunas del tamaño de 4,5 milímetros que podrían haber comprometido la misión. Esta es la primera nave en volver con éxito a la Tierra con partículas de polvo cometario.


Autor: Anne M. Stark
Fecha Original: 24 de enero de 2008
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