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162173 Ryugu

162173 Ryugu ( designación provisional 1999 JU 3 ) es un objeto cercano a la Tierra y un asteroide potencialmente peligroso del grupo Apolo . Mide aproximadamente 900 metros (3000 pies) de diámetro y es un objeto oscuro del raro tipo espectral Cb, [11] con cualidades tanto de asteroide de tipo C como de asteroide de tipo B. En junio de 2018, la nave espacial japonesa Hayabusa2 llegó al asteroide. [12] Después de realizar mediciones y tomar muestras, Hayabusa2 partió de Ryugu hacia la Tierra en noviembre de 2019 [13] [14] y devolvió la cápsula de muestra a la Tierra el 5 de diciembre de 2020. [14] Las muestras mostraron la presencia de compuestos orgánicos, como uracilo (uno de los cuatro componentes del ARN ) y vitamina B3 .

Descubrimiento y nombre

Ryugu fue descubierto el 10 de mayo de 1999 por astrónomos de Lincoln Near-Earth Asteroid Research en el ETS del Laboratorio Lincoln cerca de Socorro, Nuevo México , en los Estados Unidos. Se le dio la designación provisional 1999 JU 3 . [1] El asteroide fue nombrado oficialmente "Ryugu" por el Minor Planet Center el 28 de septiembre de 2015 ( MPC 95804 ). [15] El nombre se refiere a Ryūgū-jō (Palacio del Dragón), un mágico palacio submarino en un cuento popular japonés . En la historia, el pescador Urashima Tarō viaja al palacio a lomos de una tortuga, y cuando regresa, lleva consigo una caja misteriosa , muy parecida a la de Hayabusa2 que regresa con muestras. [1] [16]

Historia geológica

Ryugu se formó como parte de una familia de asteroides , pertenecientes a Eulalia o Polana . [17] Esas familias de asteroides son probablemente fragmentos de colisiones pasadas de asteroides. La gran cantidad de rocas en la superficie favorece una alteración catastrófica del cuerpo original. [18] El cuerpo original de Ryugu probablemente experimentó deshidratación debido al calentamiento interno [17] y debe haberse formado en un ambiente sin un campo magnético fuerte. [19] Después de esta alteración catastrófica, parte de la superficie fue remodelada nuevamente por la rotación a alta velocidad del asteroide que formaba la cresta ecuatorial (Ryujin Dorsum), a través de fallas internas y/o pérdida de masa. El área occidental geológicamente distinta ("protuberancia occidental") es probablemente el resultado de una falla interna asimétrica. [20] Se espera que las muestras de superficie ayuden a revelar más información sobre la historia geológica del asteroide. [17]

Se supone que Ryugu es un cometa extinto . [21]

Características

Orbita

El origen de 162173 Ryugu puede ser 495 Eulalia o 142 Polana . [22]
   Sol  ·    Tierra  ·    162173 Ryugu  ·    142 Polana  ·    495 Eulalia

Ryugu orbita el Sol a una distancia de 0,96 a 1,41 AU una vez cada 16 meses (474 ​​días; semieje mayor de 1,19 AU). Su órbita tiene una excentricidad de 0,19 y una inclinación de 6 ° respecto a la eclíptica . [2] Tiene una distancia mínima de intersección orbital con la Tierra de 95.443,442 km (0,000638 AU), equivalente a 0,23 distancias lunares . [2]

Físico

Un análisis inicial realizado en 2012 por Thomas G. Müller et al. utilizó datos de varios observatorios y sugirió que el asteroide era "casi esférico", un hecho que dificulta sacar conclusiones precisas, con rotación retrógrada , un diámetro efectivo de 0,85 a 0,88 km (0,528 millas) y un albedo geométrico de 0,044 a 0,050. . Estimaron que los tamaños de grano de los materiales de su superficie están entre 1 y 10 mm. [7]

Las imágenes iniciales tomadas por la nave espacial Hayabusa2 durante su aproximación a una distancia de 700 km (430 millas) se publicaron el 14 de junio de 2018. Revelaron un cuerpo con forma de diamante.1 km de diámetro y confirmó su rotación retrógrada. [23] Entre el 17 y el 18 de junio de 2018, Hayabusa2 pasó de 330 a 240 km (210 a 150 millas) de Ryugu y capturó una serie de imágenes adicionales desde una aproximación más cercana. [24] El astrónomo Brian May creó imágenes estereoscópicas a partir de datos recopilados unos días después. [25] Después de unos meses de exploración, los científicos de JAXA concluyeron que Ryugu es en realidad una pila de escombros con aproximadamente el 50% de su volumen siendo espacio vacío. [26]

La aceleración debida a la gravedad en el ecuador se ha evaluado en aproximadamente 0,11 mm/s 2 , aumentando a 0,15 mm/s 2 en los polos. La masa de Ryugu se estima en 450 millones de toneladas. [27] El asteroide tiene un volumen de 0,377 ± 0,005 km 3 y una densidad aparente de 1,19 ± 0,03 g/cm 3 según el modelo de forma. [3]

Forma

Secuencia de imágenes que muestra la rotación de Ryugu.

Ryugu tiene una forma redonda con una cresta ecuatorial , llamada Ryujin Dorsum. Ryugu es un asteroide con forma de peonza similar a Bennu . La cresta fue formada por fuertes fuerzas centrífugas durante una fase de rotación de alta velocidad, a través de deslizamientos de tierra y/o fallas internas. El lado occidental, también llamado abultamiento occidental, tiene una forma distinta. Tiene una superficie lisa con una cresta ecuatorial afilada. Al modelar una rotación de alta velocidad del Ryugu actual, el material del subsuelo parece estructuralmente intacto y relajado en el bulbo occidental, mientras que otras regiones son más sensibles a fallas estructurales. Esto indica una falla estructural pasada en el bulbo occidental (solo los elementos que no experimentaron fallas estructurales anteriormente ahora son sensibles a la falla). [20] El saliente occidental está bordeado por Tokoyo y Horai Fossae.

Superficie

Imágenes de la superficie del asteroide realizadas con Hayabusa2

Las observaciones de Hayabusa2 mostraron que la superficie de Ryugu es muy joven y tiene una edad de 8,9 ± 2,5 millones de años según los datos recopilados del cráter artificial que fue creado con un explosivo por Hayabusa2 . [11] [28]

La superficie de Ryugu es porosa y contiene muy poco o nada de polvo. Las mediciones con el radiómetro a bordo de MASCOT , llamado MARA, mostraron una baja conductividad térmica de los cantos rodados. Esta fue una medición in situ de la alta porosidad del material de la roca. Este resultado demostró que la mayoría de los meteoritos que se originan en asteroides de tipo C son demasiado frágiles para sobrevivir a la entrada en la atmósfera terrestre . [29] [30] Las imágenes de la cámara de MASCOT, que se llama MASCam, mostraron que la superficie de Ryugu contiene dos tipos diferentes de roca casi negra con poca cohesión interna , pero no se detectó polvo. Un tipo de material rocoso en la superficie es más brillante, con una superficie lisa y bordes afilados. El otro tipo de roca es oscura con una superficie quebradiza parecida a una coliflor. El tipo de roca oscura tiene una matriz oscura con inclusiones pequeñas, brillantes y espectralmente diferentes. Las inclusiones parecen similares a las condritas CI . [31] [32] Un efecto secundario inesperado de los propulsores Hayabusa2 reveló una capa de material rojo oscuro de grano fino. [33]

Cráteres

Ryugu tiene 77 cráteres en la superficie. Ryugu muestra variaciones en la densidad de los cráteres que no pueden explicarse por la aleatoriedad de la formación de cráteres. Hay más cráteres en latitudes más bajas y menos en latitudes más altas, y menos cráteres en el bulbo occidental (160°E – 290°E) que en la región alrededor del meridiano (300°E – 30°E). Esta variación se considera evidencia de una complicada historia geológica de Ryugu. [34] La superficie tiene un cráter artificial, que fue formado intencionalmente por el Small Carry-on Impactor (SCI), que fue desplegado por Hayabusa2 . SCI disparó una masa de cobre de 2 kg sobre la superficie de Ryugu el 5 de abril de 2019. [35] El cráter artificial mostró un material subterráneo más oscuro. Creó una eyección de 1 cm de espesor y excavó material hasta 1 metro de profundidad. [36]

cantos rodados

Ryugu contiene 4.400 rocas con un tamaño superior a 5 metros. Ryugu tiene más rocas grandes por superficie que Itokawa o Bennu , alrededor de una roca de más de 20 metros por 50 km 2 . Los cantos rodados se parecen a fragmentos de impacto de laboratorio. La gran cantidad de rocas se explica por una alteración catastrófica del cuerpo principal más grande de Ryugu. La roca más grande, llamada Otohime, tiene un tamaño de ~160 × 120 × 70 my es demasiado grande para explicarla como una roca expulsada de un cráter. [18]

Resultados del análisis de muestras.

Después de la descripción inicial (fase 1), parte de la muestra se distribuyó al Equipo de Análisis Inicial de Hayabusa2, que consta de seis subequipos y dos institutos de curación de Fase 2 en la Universidad de Okayama y el Instituto JAMSTEC Kochi para la Investigación de Muestras Centrales. [37]

En septiembre de 2022, el equipo de análisis inicial de Hayabusa 2 anunció los resultados de su estudio, que incluye: [38]

Origen en el Sistema Solar exterior

Las composiciones isotópicas ricas en deuterio y nitrógeno-15 de minerales y compuestos orgánicos de grano fino sugieren que el cuerpo original de Ryugu se formó en el Sistema Solar exterior . [39] Las anomalías isotópicas de titanio, cromo y molibdeno proporcionan más evidencia que vincula el origen de Ryugu con el Sistema Solar exterior. [40]

Basándose en el magnetismo conservado en las muestras, los investigadores concluyeron que el cuerpo progenitor de Ryugu probablemente se formó en la oscuridad del gas nebular. [38]

Volátiles

Agua

La cápsula de muestra Hayabusa2 se actualizó significativamente a partir de Hayabusa para preservar agua, sustancias orgánicas ligeras, gases y otros volátiles. [41] [42] Esta agua fue muestreada y conservada con éxito. [43] [44] [45] [46] A través de una muestra a granel (~95 miligramos), se informó que su contenido de agua era 6,84 ±0,34% en peso. [47]

Independientemente, un grupo de investigación con una asignación mucho menor (partículas) informó entre un 4 y un 7 por ciento de agua. [48]

La huella de agua menor de lo esperado vista por los instrumentos de Hayabusa2 fue el resultado de la erosión espacial, que produjo una corteza deshidratada. [49] [50] [51]

Agua líquida y alteración acuosa.

Se descubrió agua líquida carbonatada en un cristal. El agua contenía sales y materia orgánica. El agua líquida se encontró dentro de un cristal hexagonal de sulfuro de hierro . El dióxido de carbono probablemente era CO 2 -hielo ( hielo seco ) dentro del cuerpo original. El hielo de agua se derritió poco después de que se formara el cuerpo original y el CO 2 se disolvió en el agua. [38] [52] [53]

Se encontraron cristales con "forma de arrecifes de coral". Estos cristales probablemente se formaron en agua líquida, que alguna vez estuvo presente en el interior del cuerpo original. [38] El cuerpo original tenía una superficie más seca y un interior más húmedo. Después de la colisión del cuerpo principal con un asteroide más pequeño, el material del interior y de la superficie se mezclaron. Hoy en día, Ryugu tiene material de superficie del cuerpo tanto interior como parental en su superficie. [38]

Un equipo internacional encontró partículas en las muestras que contenían pequeñas cantidades de material no alterado por el agua. El equipo encontró aproximadamente un 0,5% en volumen de silicatos anhidros. El análisis isotópico del olivino y piroxeno ricos en magnesio en la muestra sugiere que dos tipos de objetos de alta temperatura se acumularon en la superficie de Ryugu: agregados de olivino ameboide y cóndrulos ricos en magnesio . [54]

Gas

Hayabusa2 recuperó helio y otros gases nobles. Alguna contaminación terrestre entró en el sistema, pero los componentes de Ryugu aún son mensurables. [55] [56] [57] [48] [58]

Moléculas orgánicas

Se encontraron compuestos orgánicos alifáticos ricos en carbono asociados con filosilicatos de grano grueso . Tal asociación no se ha observado en ningún estudio de meteoritos y podría ser exclusiva del asteroide Ryugu. [39]

En muestras recuperadas en Ryugu por la nave espacial japonesa Hayabusa2 , los científicos descubrieron 20 aminoácidos diferentes . [59]

En marzo de 2023, los científicos anunciaron que se detectaron uracilo y vitamina B3 en muestras recuperadas de Ryugu. A diferencia de casos anteriores en los que se encontraron nucleobases y vitaminas en ciertos meteoritos ricos en carbono, las muestras se recogieron directamente del asteroide y se entregaron a la Tierra en cápsulas selladas, lo que significaba que la contaminación terrestre no era posible. [60] [61]

Similitudes con las condritas CI

El análisis basado en NanoSIMS realizado en la Carnegie Institution encontró que las muestras de Ryugu contenían granos más antiguos que el sistema solar . La abundancia y composición de estos granos presolares fueron similares en comparación con los granos presolares en condritas CI . [62] Los investigadores que utilizaron el acelerador de partículas en J-PARC , utilizaron haces de muones para analizar la composición química de las muestras. Los investigadores encontraron una composición similar en comparación con las condritas CI, pero una abundancia de oxígeno un 25% menor en relación con el silicio para las muestras de Ryugu. El exceso de oxígeno en los meteoritos podría deberse a la contaminación después de que ingresaron a la atmósfera terrestre. [63]

Campo magnético

No se detectó ningún campo magnético cerca de Ryugu a escala global o local. Esta medición se basa en el magnetómetro a bordo de MASCOT , que se llama MasMag. Esto muestra que Ryugu no genera un campo magnético, lo que indica que el cuerpo más grande del que se fragmentó no se generó en un entorno con un campo magnético fuerte. Sin embargo , este resultado no se puede generalizar para los asteroides de tipo C , porque la superficie de Ryugu parece haber sido recreada en una perturbación catastrófica. [19]

Características de la superficie

En agosto de 2019, hay 13 características de superficie nombradas por la IAU. [64] [65] Los tres lugares de aterrizaje no están confirmados oficialmente, pero JAXA los menciona con nombres específicos en los medios. El tema de los artículos de Ryugu son los "cuentos para niños". Ryugu fue el primer objeto en introducir el tipo de característica conocida como saxa , en referencia a las grandes rocas encontradas en la superficie de Ryugu.

Cráteres

Dorso

Un dorso es una cresta. Hay un solo dorso en Ryugu.

fosas

Una fosa es una característica similar a una zanja.

Saxa

Un saxum es una gran roca. Ryugu es el primer objeto astronómico al que se le da nombre. El equipo JAXA ha denominado extraoficialmente dos rocas "Styx" y "Small Styx"; Se desconoce si estos nombres se presentarán para la aprobación de la IAU. Ambos nombres se refieren al río Styx . [67]

Sitios de aterrizaje

JAXA ha dado nombres informales a los sitios específicos de desembarco y recolección.

Exploración

misión hayabusa2

Animación de la órbita de Hayabusa2 del 3 de diciembre de 2014
  Hayabusa2   162173 Ryugu   Tierra   Sol

La nave espacial Hayabusa2 de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón ( JAXA ) fue lanzada en diciembre de 2014 y llegó con éxito al asteroide el 27 de junio de 2018. Devolvió material del asteroide a la Tierra en diciembre de 2020. [68]

La misión Hayabusa2 incluye cuatro rovers con diversos instrumentos científicos. Los rovers se llaman HIBOU (también conocido como Rover-1A), OWL (también conocido como Rover-1B), MASCOT y Rover-2 (también conocido como MINERVA-II-2). El 21 de septiembre de 2018, los dos primeros rovers, HIBOU y OWL (juntos, los rovers MINERVA-II-1), que saltan alrededor de la superficie del asteroide, fueron liberados desde Hayabusa2 . [69] Esta es la primera vez que una misión ha completado un aterrizaje exitoso en un cuerpo de asteroide que se mueve rápidamente. [70]

El 3 de octubre de 2018, el módulo de aterrizaje franco-alemán Mobile Asteroid Surface Scout ( MASCOT ) llegó con éxito a Ryugu, diez días después del aterrizaje de los rovers MINERVA. [71] Su misión duró poco, como estaba previsto; el módulo de aterrizaje tenía sólo 16 horas de batería y no había forma de recargarla.

Hayabusa2 aterrizó brevemente el 22 de febrero de 2019 en Ryugu, disparó un pequeño proyectil de tantalio hacia la superficie para recolectar la nube de desechos de la superficie dentro del cuerno de muestreo y luego regresó a su posición de espera. [72] El segundo muestreo fue del subsuelo e implicó disparar un gran proyectil de cobre desde una altitud de 500 metros para exponer material prístino. Después de varias semanas, aterrizó el 11 de julio de 2019 para tomar muestras del material del subsuelo, utilizando su cuerno de muestreo y su bala de tantalio. [73]

Muestras de Ryugu devueltas por Hayabusa2 [74]

El último rover, Rover-2 o MINERVA-II-2, falló antes de ser liberado del orbitador Hayabusa2 . De todos modos, se desplegó el 2 de octubre de 2019 en órbita alrededor de Ryugu para realizar mediciones gravitacionales. Impactó contra el asteroide unos días después de su liberación.

El 13 de noviembre de 2019, se enviaron órdenes a Hayabusa2 para que abandonara Ryugu y comenzara su viaje de regreso a la Tierra. [13] El 6 de diciembre de 2020 (hora australiana), una cápsula que contenía las muestras aterrizó en Australia y después de una breve búsqueda fue recuperada. [14] [75]

Antes de devolver la cápsula de muestra, se esperaba que la cantidad de muestra fuera de al menos 0,1 g. [76] Se planeó que JAXA realizara la descripción de la muestra global general en los primeros seis meses. [77] [78] [79] JAXA asignará el 5 % en peso de la muestra para el análisis detallado. [77] Se asignará un 15% en peso para el análisis inicial y un 10% en peso para el análisis de "fase 2" entre los grupos de investigación japoneses. [77] Dentro de un año, la NASA (10% en peso) y los grupos de investigación internacionales de "fase 2" (5% en peso) recibirán su asignación. [77] Se asignará un 15% en peso a propuestas de investigación mediante un anuncio de oportunidad internacional. [77] El 40% en peso de la muestra se almacenará sin utilizar para futuros análisis. [77]

Después de que regresó la cápsula de muestra, la cantidad de muestra recuperada resultó ser de aproximadamente 5,4 g. Dado que era 50 veces más de lo previsto, el plan de adjudicación se ajustó a: 2% en peso según el análisis detallado de JAXA; 6% en peso para el análisis inicial; 4% en peso para el análisis de "fase 2" realizado por grupos de investigación japoneses; 10% en peso para la NASA; 2% en peso para los grupos de investigación internacionales de "fase 2"; 1% en peso para la divulgación pública; 15% en peso para el Anuncio de Oportunidad internacional; y el 60% en peso restante se conservará para futuros análisis. [80] [81]

En la cultura popular

162173 Ryugu es el escenario de la novela Delta-V de Daniel Suárez , que describe las aventuras de ocho mineros espaciales que exploran el asteroide Ryugu cercano a la Tierra.

Ver también

Referencias

Citas

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Referencias generales

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