Asteroides Bennu y Ryugu: Diamantes en el cielo

Se han observado dos asteroides con forma de diamante y pilas de escombros cerca de la Tierra, y fueron fotografiados por naves espaciales no tripuladas en 2018 y 2019. Científicos de la OIST y la Universidad de Rutgers han utilizado un modelo simple normalmente reservado para el flujo de granos para explicar su forma inusual. En esta imagen, a la izquierda se muestra una fotografía de uno de los asteroides, Bennu. A la derecha, se muestra una simulación utilizando el modelo. Como puede verse, la forma de la simulación coincide con la de Bennu. Crédito: OIST
Se han observado dos asteroides con forma de diamante y pilas de escombros cerca de la Tierra, y fueron fotografiados por naves espaciales no tripuladas en 2018 y 2019. Científicos de la OIST y la Universidad de Rutgers han utilizado un modelo simple normalmente reservado para el flujo de granos para explicar su forma inusual. En esta imagen, a la izquierda se muestra una fotografía de uno de los asteroides, Bennu. A la derecha, se muestra una simulación utilizando el modelo. Como puede verse, la forma de la simulación coincide con la de Bennu. Crédito: OIST

Bennu y Ryugu son dos asteroides de escombros fotografiados por naves espaciales no tripuladas.

Científicos de la Universidad del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST) y la Universidad de Rutgers han utilizado conceptos simples de la física granular para explicar las curiosas formas de diamante de dos asteroides “cercanos a la Tierra”.

Los asteroides son cuerpos rocosos que orbitan alrededor del sol. 

Lo que los hace fascinantes para los investigadores es que están compuestos de materiales sobrantes, la materia que no fue absorbida por los planetas más grandes cuando se formó el sistema solar, hace unos 4.600 millones de años. 

Por lo tanto, pueden arrojar luz sobre los primeros días del sistema solar y la formación de los planetas. 

La mayoría de los asteroides están atrapados en el cinturón de asteroides, una región entre Júpiter y Marte . 

Esta distancia de la Tierra los hace difíciles de estudiar. Pero, ocasionalmente, un asteroide escapará y se acercará a la Tierra, lo que permitirá fotografiarlos de cerca con una nave espacial no tripulada.

Esto es lo que sucedió con estos dos asteroides en forma de diamante: Bennu y Ryugu. 

Tanto Bennu como Ryugu se clasifican como asteroides de pila de escombros, lo que significa que están formados por muchas piezas más pequeñas de material rocoso que se mantienen unidas por la gravedad. 

Básicamente, son solo granos que interactúan entre sí, como la arena de nuestras playas.

“Los modelos anteriores han atribuido estas formas de diamante a las fuerzas causadas por la rotación, lo que resultó en que el material fuera impulsado desde los polos hasta el ecuador. Pero cuando se simularon los asteroides utilizando estos modelos, la forma era aplanada o asimétrica en lugar de diamante, por lo que sabíamos que algo no estaba bien ”, explicó el Dr. Tapan Sabuwala, autor principal del artículo publicado en Granular Matter e investigador en OIST. “Descubrimos que a estos modelos les faltaba un ingrediente clave, la deposición de material. Y un modelo simple de física granular, normalmente utilizado para la deposición de granos como arena o azúcar, podría predecir la forma observada “.

Diamantes

Imagínese vertiendo arena o azúcar a través de un embudo. Un cóctel de diferentes fuerzas asegurará que forme una pila cónica (como un sombrero de fiesta). 

Los físicos granulares pueden predecir la forma de la pila basándose en las diferentes fuerzas que actúan sobre los granos. 

El Dr. Sabuwala, junto con el profesor Pinaki Chakraborty, que dirige la Unidad, y el profesor Troy Shinbrot de la Universidad de Rutgers, transfirieron estas ideas a los asteroides.

El Dr. Sabuwala explicó cómo, en estos asteroides, la gravedad se orienta de manera diferente en comparación con la experimentada por una pila de arena en la playa. “Tuvimos que tener esto en cuenta en nuestro modelo, junto con el hecho de que la rotación del asteroide también juega un papel importante”, dijo.

Entonces, en lugar de la forma cónica que se ve en la acumulación de granos en la Tierra, las fuerzas que actúan sobre los asteroides produjeron formas de diamante. 

La fuerza centrífuga, causada por la rotación, disminuyó cerca de los polos de los asteroides, lo que provocó la acumulación de material allí y dio como resultado su distintivo aspecto elevado. 

Otra distinción importante de este modelo (en comparación con los anteriores) es que sugiere que estos asteroides de pila de escombros no comenzaron como una esfera y se deformaron en forma de diamante. 

Más bien, la acumulación de escombros hizo que la forma del diamante se formara muy temprano en la formación del asteroide, y cualquier remodelación posterior fue mínima. 

Además, la noción de que las formas de los diamantes se formaron durante las primeras etapas de la formación del asteroide, aunque está en desacuerdo con los modelos anteriores, es consistente con las observaciones recientes.

La explicación más simple

Los investigadores continuaron mostrando la precisión de este modelo a través de simulaciones y encontraron que los asteroides simulados formaban la forma distintiva del diamante, lo que respalda aún más su teoría. 

“Hemos utilizado conceptos simples de cómo fluyen los granos para explicar cómo estos asteroides asumieron sus formas curiosas”, dijo el profesor Chakraborty. “Que las ideas simples puedan iluminar problemas complejos es, para nosotros, quizás el aspecto más encantador de este trabajo”. 

Referencia: Reference: “Bennu and Ryugu: diamonds in the sky” by Tapan Sabuwala, Pinaki Chakraborty and Troy Shinbrot, 4 September 2021, Granular Matter.
DOI: 10.1007/s10035-021-01152-z

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