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Agua asteroidal

El agua asteroidal es agua [1] [2] [3] o depósitos precursores de agua como hidróxido (OH − [4] ) que existen en asteroides (es decir, pequeños cuerpos del Sistema Solar (SSSB) no explícitamente en la subcategoría de cometas ). [5] La " línea de nieve " del Sistema Solar se encuentra fuera del cinturón de asteroides principal , y se espera que la mayoría del agua se encuentre en planetas menores (por ejemplo, objetos del cinturón de Kuiper (KBO) y centauros ). Sin embargo, también se encuentra una cantidad significativa de agua dentro de la línea de nieve, incluso en objetos cercanos a la Tierra (NEO).

La formación de agua en asteroides refleja la formación de agua en el Sistema Solar, ya sea por transferencia mediante bombardeo, migración, eyección u otros medios. Recientemente se ha buscado el agua de asteroides como un recurso para apoyar las actividades de exploración del espacio profundo , por ejemplo, para su uso como propulsor de cohetes , consumo humano o para la producción agrícola.

Historia

Meteoritos

Desde principios del siglo XIX se ha considerado que los meteoritos son "rocas espaciales", no fenómenos terrestres o atmosféricos. En esa época se descubrieron los primeros asteroides, que luego fueron aumentando en número y categoría.

Muchos meteoritos muestran signos de agua previa. La escala petrológica , numerada del 1 al 7, indica una alteración acuosa creciente del tipo 2 al 1. Los signos de agua incluyen filosilicatos ("arcilla" y serpentinitas), sulfuros y sulfatos, y carbonatos, [6] así como signos estructurales: vetas , [7] [8] y alteración o borrado total de cóndrulos individuales . [9] [10]

Algunos meteoritos, en particular los de la clase CI , [11] contienen actualmente agua. [12] Como estos incluyen tanto hallazgos (con su entrada a la Tierra e impacto no observados) como caídas (meteoritos de un evento meteorológico conocido y reciente ), esa agua no puede ser una contaminación completamente terrestre. A medida que aumentó la precisión de los análisis de abundancia isotópica , confirmaron que el agua de los meteoritos difiere del agua de la Tierra. [13] Como el agua en la Tierra (especialmente en su atmósfera) está bien mezclada , niveles de isótopos significativamente diferentes indicarían una fuente de agua separada.

El contenido de agua de los tipos CI y CM suele estar en porcentajes de dos dígitos.

Se han llevado a cabo numerosas observaciones telescópicas y se han formulado hipótesis para intentar vincular las clases de meteoritos con los tipos de asteroides. [14] Las misiones Galileo y NEAR establecieron que los asteroides de tipo S eran los cuerpos progenitores de las condritas ordinarias ; la misión Dawn confirmó las hipótesis de que 4 Vesta era el progenitor del HED . Los proyectos en curso están enviando naves espaciales a cuerpos de tipo C, [15] [16] M, D, [17] y P.

Contra los cometas

Anteriormente se consideraba que los planetas, y en cierta medida el cinturón de asteroides , eran estáticos e inmutables ; el cinturón era un planeta anterior o estancado.

A finales de la década de 1860, Hubert Newton y Giovanni Schiaparelli demostraron simultáneamente que las lluvias de meteoritos (y, por implicación, los meteoritos) eran restos de cometas.

Tras el descubrimiento de muchos asteroides cercanos a la Tierra , que no se encontraban en el cinturón, se hizo evidente que tenían órbitas inestables que cruzaban planetas. Su número no podría haber sobrevivido desde la formación del Sistema Solar, y requirió la reposición de alguna otra población. Algunos, como Opik y Wetherill , plantearon la hipótesis de que la mayoría o todos los NEOs eran en realidad cometas extintos o inactivos , que no requerían un proceso de expulsión desde el cinturón principal. Las órbitas de los cometas se habían vuelto más circulares después de los encuentros con planetas, posiblemente aumentadas por la expulsión de cometas. Los centauros también requerían un modelo similar.

Una comprensión cada vez mayor de la dinámica del Sistema Solar, que incluye más observaciones de más cuerpos, replicadas por modelos informáticos más rápidos , eliminó este requisito. Las brechas de Kirkwood eran evidencia de pérdida del cinturón principal, a través de resonancias con los planetas. Más tarde, el efecto Yarkovsky , insignificante para un planeta, podría aumentar los mecanismos.

De manera empírica, las cámaras de meteoritos comenzaron a rastrear trayectorias de meteoritos que conducían al cinturón de asteroides. Los meteoritos Příbram (1959), Lost City (1970) e Innisfree (1977) habían llegado a través de órbitas tangentes al cinturón, similares a las de la misión Apolo . Incluso después, algunos mantuvieron que los cometas explicaban mejor los meteoritos de condrita carbonácea [18] [19] o incluso las condritas comunes. [20]

Como los cometas

La cuestión de los asteroides versus los cometas resurgió con las observaciones de asteroides activos, es decir, emisiones de cuerpos pequeños en lo que se consideraban órbitas asteroidales, no órbitas similares a las de los cometas (alta excentricidad e inclinación ). Esto incluye tanto a los Centauros, más allá de la línea de nieve, como a los objetos del cinturón principal, dentro de la línea y que anteriormente se suponía que estaban secos. La actividad podría, en algunos casos, explicarse por eyecciones, que escapan de un impacto. Sin embargo, algunos asteroides mostraron actividad en el perihelio y luego en los perihelios posteriores. La probabilidad de impactos con este patrón cronometrado se consideró improbable en comparación con un modelo de emisiones volátiles similares a las de los cometas.

Las observaciones de la lluvia de meteoros Gemínidas la vincularon con (3200) Faetón , un cuerpo en órbita cometaria pero sin coma ni cola visibles, y por lo tanto definido como un asteroide. Faetón era un cometa rocoso , cuyas emisiones son en gran parte partículas discretas y no visibles.

Las observaciones de (1) Ceres emitiendo hidróxido (OH), el producto del agua después de la exposición a los niveles ultravioleta del Sol, fueron una prueba más. Ceres se encuentra dentro de la línea de nieve, expuesto a los rayos ultravioleta, y el agua cerereana se consideró especulativa, al menos en su superficie.

La Asamblea General de la UAI de 2006 abordó esta cuestión. Plutón quedó eclipsado por la creación de los Cuerpos Pequeños del Sistema Solar (SSSB), una categoría que no requiere distinción entre cometas y asteroides ni el establecimiento o desestablecimiento de emisiones volátiles.

Hidrología y morfología

El agua a escala micro y nanométrica se presenta como inclusiones fluidas tanto en condritas carbonosas [8] como ordinarias [21] . Sin embargo, a medida que disminuyen los diámetros de las "burbujas", los costos de búsqueda aumentan geométricamente. Su caracterización se encuentra en el estado del arte de la mayoría de las técnicas analíticas [22] y el método había experimentado un progreso lento hasta este punto [23] . Las inclusiones fluidas confirmadas independientemente son, como mínimo, las de Peetz [24] y Jilin [25] , con muchos otros informes [26] [27]

Los minerales que a simple vista o al tacto parecen no tener agua pueden, no obstante, estar hidratados. El agua no congelada consta de capas moleculares (de una a quince moléculas de espesor [28] ) unidas al mineral de adsorción y que se evita que se cristalicen por la atracción igual o más fuerte del mineral de adsorción . [9] [10] [6]

El agua puede persistir a temperaturas más altas de lo normal en forma de minerales hidratados: aquellos minerales que pueden unirse a las moléculas de agua a nivel cristalino. Las sales, incluida la halita (sal de mesa, NaCl), son iónicas y atraen moléculas de agua individuales y polares con fuerzas electrostáticas. Alternativamente, el mineral original puede ser, por ejemplo, el sulfato, y ese mineral puede retener hidróxido (OH). Cuando se libera de la estructura cristalina, el hidróxido se convierte en agua y oxígeno. Estos se consideran agua, en el uso de la geoquímica y la ciencia del sistema solar. [29] [30] [31]

Sin esta unión, una superficie puede retener una monocapa o bicapa de moléculas de agua o hidróxido. Los minerales filosilicatados se agrupan en placas, láminas o fibras microscópicas, en lugar de cristales a granel. Las capas atrapan el agua entre ellas; la gran superficie creada puede contener mucha agua. Esto también se considera agua, en los usos geotécnicos , geoquímicos y astronómicos. [32] [33] [34]

En un nivel aún más fino, la mayoría de las rocas son silicatos, o en algunos casos óxidos metálicos, que contienen una fracción de oxígeno. El contenido de hidrógeno, como sustituciones o intersticiales, puede reaccionar con el oxígeno (desplazando su catión existente) para formar hidróxido o agua. El viento solar es un entorno reductor , que contiene átomos de hidrógeno y protones (efectivamente hidrógeno, en forma de núcleos de hidrógeno ). [35] Cualquiera de ellos puede implantarse en superficies expuestas, ya que el pequeño átomo de hidrógeno es altamente soluble . Una contribución menor puede provenir del componente de protones de los rayos cósmicos . Tanto el piroxeno como el olivino , minerales asteroidales comunes, pueden hidratarse de esta manera. Esto también se considera agua dentro de los campos de la geoquímica y la geofísica. [36] [37] [38]

La ciencia del Sistema Solar y la minería de asteroides atribuyen a los minerales hidratados la condición de contener agua, [4] [39] en un sentido similar al de los gigantes de hielo . [40]

A escala macroscópica, un cierto espesor de corteza puede proteger al agua de la evaporación, la fotólisis y la radiólisis, el bombardeo meteórico, etc. Incluso cuando originalmente no existe una corteza, las impurezas del hielo pueden formar una corteza después de que el hielo original se escape: un depósito de rezago.

A escala geológica, los asteroides más grandes pueden proteger su interior de agua, filosilicatos, hielo, etc., gracias a una elevada masa térmica. Por debajo de cierta profundidad, la variación de temperatura diurna se vuelve insignificante y el efecto de la insolación solar (un pico de temperatura diurna) no hace que el agua se evapore. Una baja oblicuidad ayuda; mientras que los trópicos reciben la insolación solar, dos regiones polares reciben poca luz solar y pueden ayudar a mantener una temperatura media baja.

Materiales parentales del agua

Filosilicatos

Los meteoritos CI son en su mayoría filosilicatos. Se han identificado filosilicatos serpentinita , montmorillonita y saponita (arcilla), tochilinita , [6] chamosita , cronstedtita y mica en meteoritos.

Sulfatos y sulfuros

El azufre se encuentra en los meteoritos; tiene una abundancia cósmica bastante alta . La abundancia en los meteoritos comunes ( condritas ) es mayor que en la corteza terrestre; como cuerpo diferenciado , nuestra corteza ha perdido algo de azufre en un núcleo de hierro y algo en el espacio como gas de sulfuro de hidrógeno . El elemento está presente en todos los meteoritos; las condritas carbonosas y las condritas de enstatita en particular tienen contenidos de azufre más altos que las condritas ordinarias. En las condritas C1 y C2, el azufre se encuentra predominantemente como azufre libre, minerales de sulfato y en compuestos orgánicos en un 2-5 por ciento neto. [41] Un ligero enriquecimiento se debe al S36 y S33 producidos por rayos cósmicos. [42]

Los minerales hidratados que contienen azufre identificados a través de meteoritos incluyen epsomita , bloedita , yeso / bassanita y jarosita .

Carbonato

Como su nombre lo indica, las condritas carbonáceas se forman con cóndrulos y carbono. Los carbonatos whewellita / vaterita , hidromagnesita , calcita / dolomita , aragonita y breunnerita se han encontrado en meteoritos.

Por clasificación de meteoritos

-Escala petrológica (Van Schmus, Wood 1967). Desde entonces se ha añadido un tipo siete.

Esta taxonomía fue precedida (Wiik 1956: Tipo I 20,08% agua, Tipo II 13,35% agua [43] ) y seguida (Keil 1969, [44] Mason 1971 [45] ), con un acuerdo general sobre estos niveles.

Los meteoritos son una valiosa fuente de información . Se pueden realizar estudios, como el análisis por activación de neutrones , sin las limitaciones de masa y volumen de los vuelos espaciales. Los meteoritos también toman muestras de múltiples profundidades de sus cuerpos originales, no solo de cortezas deshidratadas o cortezas erosionadas por el espacio .

Sin embargo, los meteoritos no son suficientes. El conjunto de meteoritos está dominado por ejemplos duraderos , [46] [47] y deficiente en clases y subclases ; [48] uno o más tipos pueden faltar por completo. [49] La entrada y exposición a la Tierra puede alterar o eliminar algunos materiales, mientras que contamina otros. [23] [50] Estos meteoritos tienen cuerpos progenitores especulativos o desconocidos, y no hay un contexto más amplio de la muestra en comparación con el resto de ese cuerpo progenitor. [2]

Condritas carbonáceas

Diferentes condritas carbonáceas muestran diferentes signos de agua, incluida el agua existente. [51] [52] La identificación de cuerpos progenitores de meteoritos CC es un tema en curso, pero generalmente se considera que son los cuerpos de bajo albedo : el complejo C (tipos C, B, F, G y D/P). [53] [54]

Como cuerpos más oscuros, generalmente más alejados en el cinturón de asteroides (o más allá) que los de tipo S, son más difíciles de estudiar. Los materiales carbonosos tienen espectros más planos y menos reveladores. La ascendencia CC también se complica por la erosión espacial. Los cuerpos del complejo C se erosionan en diferentes tipos y grados que las superficies de silicato (de tipo S y lunares).

Condritas CI

Las raras condritas CI están tan severamente alteradas por el agua que consisten predominantemente (~90%) de matriz de filosilicato; los cóndrulos están completamente disueltos o son muy tenues. Todos son de tipo 1 (CI1), según la escala anterior. Berzelius informó por primera vez sobre arcilla en el meteorito Orgueil , lo que le hizo dudar al principio de que fuera extraterrestre.

A escala macroscópica, el material de CI está formado por capas de serpentinita / saponita . A nivel microscópico, el material de CI se describió por primera vez como "espinaca". [6] [55] Estas capas atrapan cantidades significativas de agua; la hidratación de CI es superior al 10 %, a veces ~20 %.

Como los filosilicatos son frágiles, tienen menos probabilidades de sobrevivir a la entrada en la Tierra y al impacto. Al ser solubles en agua, es poco probable que sobrevivan a la exposición, y no se encontraron restos de CI hasta la era de los meteoritos antárticos .

Condritas CM

Los meteoritos CM se parecen vagamente a los CI, pero están alterados en menor medida. Aparecen más cóndrulos, lo que deja menos matriz. En consecuencia, están más mineralizados y menos hidratados. Los CM son a menudo, pero no siempre, de tipo petrológico 2. La cronstedtita tiende a reemplazar a la saponita, aunque, como es la subclase CC más común, las propiedades varían ampliamente. [8] [56] [57] [58]

Condritas CR

Los meteoritos CR se parecen vagamente a los CM, pero parecen haberse formado en un entorno reductor, no oxidante. Se sostiene que se formaron de manera similar, pero en una zona diferente del Sistema Solar, que los CM. El contenido de agua es menor que en los CM; aun así, aparecen serpentinitas, cloritas y carbonatos. Los meteoritos GRO 95577 y Al Rais son CR excepcionales. [59] [60]

Condritas CV

Las condritas CV muestran signos de agua anterior. Sin embargo, el agua que sobrevive es escasa. [61] [62]

Condritas ordinarias

Aunque claramente más secas, las condritas ordinarias muestran, no obstante, trazas de filosilicatos. El meteorito Semarkona es un OC excepcionalmente húmedo. [63] Las sales ( halita y la silvita relacionada ) llevan inclusiones de salmuera ; aunque la comunidad postuló primero que las sales debían ser exógenas, el tema sigue en curso. [64] [21] En paralelo, los minerales de OC muestran evidencia de formaciones de agua. [65] [66] [67]

Los padres de los OC generalmente se consideran los asteroides de tipo S.

Condritas R

Las condritas R contienen minerales anfíboles y, en menor medida, biotitas y apatitas . Al igual que las otras clases y subclases, las condritas R muestran clastos de materiales extraños, incluidas inclusiones de filosilicato (serpentinita-saponita portadora de agua). [68] Los meteoritos LAP 04840 y MIL 11207 son condritas R particularmente hidratadas. [69] [70]

Meteoritos acondriticos

Meteoritos HED

Al igual que las condritas comunes, se suponía que las HED (howarditas, eucritas y diogenitas) tenían formaciones e historias que evitarían la presencia de contenido de agua. Las mediciones reales de clastos y elementos indican que el cuerpo original de las HED recibió materiales de condrita carbonácea, incluida el agua. [71] [72]

El cuerpo original de los HED es un asteroide de tipo V, del cual se supone ampliamente que (4) es Vesta.

Meteoritos de angrita

Al igual que las condritas comunes, se suponía que las angritas tenían formaciones e historias que evitarían la presencia de agua. Las mediciones reales de clastos y elementos indican que el cuerpo progenitor de la angrita recibió materiales de condrita carbonácea, incluida el agua. [73] [74]

Micrometeoritos y partículas de polvo

Los objetos sólidos más pequeños pueden contener agua. En la Tierra, las partículas que caen de los aviones y globos a gran altitud muestran contenido de agua. En el Sistema Solar exterior, las atmósferas muestran espectros de agua donde el agua debería haberse agotado. Las atmósferas de los planetas gigantes y Titán se reponen mediante la caída de una fuente externa. Los micrometeoritos y las partículas de polvo interplanetario contienen H
2O , algo de CO y posiblemente CO 2 . [75] [76] [77]

Se suponía que los minerales monolíticos eran restos de asteroides, mientras que las partículas de polvo, con una estructura agregada "esponjosa" y fractal, se suponía que eran cometarias. Pero estos microimpactantes tienen proporciones isotópicas similares a las de los asteroides, no a las de los cometas. [63] [78] [79]

Mediante teledetección

Espectroscopia visible/infrarrojo cercano

El espectro del agua y de los minerales que la contienen tiene características diagnósticas. Dos de esas señales, en el infrarrojo cercano, que se extienden hasta la luz visible, son de uso común.

El agua, el hidroxilo y algunos minerales hidratados tienen características espectrales en longitudes de onda de 2,5 a 3,1 micrómetros (um). Además de las líneas o bandas fundamentales, existe un matiz de una característica de onda más larga (~6 um). Las longitudes de onda pueden cambiar en combinaciones minerales o con la temperatura . El resultado es una amplia banda de absorción en la luz que se refleja desde dichos cuerpos. [33] [80] [81]

Se espera que el asteroide (162173) Ryugu, el objetivo de la misión Hayabusa 2, esté hidratado, mientras que (25143) Itokawa no lo estuvo. El diseño del NIRS (espectrómetro de infrarrojo cercano) de Hayabusa 1 se modificó entonces de su longitud de onda máxima de 2,1 um, [82] al NIRS3 de Hayabusa 2 (1,8-3,2 um), para cubrir este rango espectral. [83]

Una característica de absorción a ~0,7 micrómetros es de la transición Fe2+ a Fe3+, en filosilicatos que contienen hierro. [84] [85] La característica de 0,7 um no se considera suficiente. Si bien muchos filosilicatos contienen hierro, otros minerales hidratados no lo hacen, incluidos los no filosilicatos. En paralelo, algunos minerales no hidratados tienen características de absorción a 0,7 um. La ventaja de tal observación es que 0,7 um está en el rango de sensibilidad de los detectores de silicio comunes, donde 3 um requiere sensores más exóticos.

Otros rangos espectrales

Los signos menores de agua incluyen el ultravioleta/visible (OH 0-0, 308 Å [86] ), el infrarrojo medio [87] y más largos.

Espectroscopia de neutrones

El núcleo de hidrógeno (un protón ) tiene esencialmente la masa de un neutrón . Los neutrones que chocan con el hidrógeno rebotan con una velocidad característica. Estos neutrones térmicos indican hidrógeno frente a otros elementos, y el hidrógeno suele indicar agua. Los flujos de neutrones son bajos, por lo que la detección desde la Tierra es inviable. Incluso las misiones de sobrevuelo son deficientes; se necesitan orbitadores y módulos de aterrizaje para tiempos de integración significativos .

Imágenes directas

La mayoría de los cuerpos pequeños son puntos o píxeles individuales en la mayoría de los telescopios. Si un cuerpo de este tipo aparece como un objeto extendido, se sospecha que se trata de una coma de gas y polvo, especialmente si muestra una disminución radial, una cola, variación temporal, etc. Aunque existen otros elementos volátiles, a menudo se supone que hay agua presente.

Es difícil visualizar el hielo nativo. El hielo, especialmente en forma de granos pequeños, es translúcido y tiende a estar oculto por un material original o incluso por niveles suficientes de algunas impurezas.

Muestra de ciencia

Se puede comprobar si una muestra en la mano contiene inclusiones de fluidos ("burbujas") [64] [8] en comparación con la teledetección o incluso la ciencia de contacto; la mayoría de los volátiles se pierden a una profundidad mayor que la profundidad superficial . La espectroscopia de infrarrojo cercano y medio también es más fácil en el rango de sobremesa. Otras mediciones de agua incluyen resonancia magnética nuclear (RMN), nanoSIMS ; espectroscopia de rayos X de energía dispersiva (EDS) y, finalmente, análisis termogravimétrico (TGA), que elimina cualquier contenido de agua.

Ejemplos

(2060) Quirón

Se suponía que el Centauro 2060 Chiron , con una órbita generalmente circular, era un asteroide y se le asignó un número de asteroide . Sin embargo, en su primer perihelio desde su descubrimiento y presumiblemente más cálido, formó una coma, lo que indica una pérdida de volátiles como un cometa.

Depósitos polares de mercurio

Los impactos de asteroides tienen suficiente agua para formar los hielos polares de Mercurio, sin provocar cometas. Cualquier agua cometaria (incluidos los objetos inactivos y de transición) sería adicional. [88] [89] No sólo son suficientes los asteroides, sino que los micrometeoroides/partículas de polvo tienen el contenido de agua necesario; por el contrario, muchos de los asteroides en órbitas que cruzan Mercurio pueden ser en realidad cometas inactivos. [90]

Sistema Tierra/Luna

La supuesta presencia de agua en los polos lunares se atribuyó, en un principio, a los impactos de cometas a lo largo de eones. Esta era una explicación fácil. Los análisis posteriores, incluidos los análisis de los isótopos Tierra-Luna en comparación con los isótopos de los cometas, mostraron que el agua de los cometas no coincide con los isótopos Tierra-Luna, mientras que el agua de los meteoritos es muy similar. [53] [91] [92] [93] La contribución del agua cometaria puede ser tan pequeña como cero. [94] En la Luna de la Tierra, las velocidades de impacto de los cometas son demasiado altas para que permanezcan materiales volátiles, mientras que las órbitas de los asteroides son lo suficientemente superficiales como para depositar su agua. [95] [96] Se pueden observar rastros de condritas carbonáceas (y, por lo tanto, de agua) en muestras lunares. [97] Solo una pequeña parte (si es que hay alguna) de los cometas contribuyeron al contenido volátil de los cuerpos del Sistema Solar interior. [73] [98]

(24) Temis

Se observó directamente agua en Themis , un objeto del cinturón exterior. Se plantea la hipótesis de que un impacto reciente expuso un depósito de hielo. [99] [100] Otros miembros de la familia Themis , probablemente fragmentos de Themis en sí o un progenitor más grande ahora perdido, también muestran signos de agua. [101] [102] [103]

Los asteroides activos Elst-Pizarro , (118401)1999 RE70, [104] y posiblemente 238P/Read [105] son ​​miembros de la familia.

(65) Cibeles

Al igual que Temis, Cibeles es un objeto del cinturón exterior, de tipo C o complejo C, en el que se ha observado un espectro de volátiles. [99] [106]

(4) Vesta

Se pensaba que Vesta era un planeta seco; se encuentra en una zona interior más cálida del cinturón de asteroides, y sus minerales (identificados por espectroscopia) tenían orígenes volcánicos que se suponía que habían expulsado agua. Para la misión Dawn, serviría como contraejemplo de Ceres hidratado (1). Sin embargo, en Vesta, Dawn encontró una cantidad significativa de agua. Reddy estima que la cantidad total de agua en Vesta es de 30 a 50 veces mayor que la de la Luna de la Tierra. [107] Scully et al. también afirman que el desplome en Vesta indica la acción de sustancias volátiles. [108]

(1) Ceres

El telescopio Herschel observó espectros de emisión en el infrarrojo lejano de Ceres que indicaban pérdida de agua. Aunque en su momento fue discutible, la sonda Dawn posterior utilizaría un método diferente (neutrones térmicos) para detectar hidrógeno del subsuelo (en agua o amonio [109] ) en altas latitudes de Ceres, y un tercer método (espectros de infrarrojo cercano) para detectar posibles emisiones locales. Una cuarta línea de evidencia, la relajación de grandes cráteres, sugiere un subsuelo mecánicamente débil, como volátiles congelados.

Lo más probable es que la formación Ahuna Mons sea criovolcánica : un pingo cerereano .

(16)Psique

Psyche , a pesar de ser un asteroide de tipo M , muestra los signos espectrales de minerales hidratados. [110]

(25143) Itokawa

Se ha encontrado agua en muestras recuperadas por la misión Hayabusa 1. A pesar de ser un asteroide cercano a la Tierra de tipo S, que se supone seco, se plantea la hipótesis de que Itokawa era "un asteroide rico en agua" antes de su evento de disrupción . Es probable que esta hidratación restante sea contaminación asteroidal, no terrestre. El agua muestra niveles isotópicos similares al agua de condrita carbonácea, [111] y el recipiente de muestra estaba sellado con juntas tóricas dobles. [112] [113]

(101955) Bennu

Maltagliati propuso que Bennu tiene un contenido significativo de volátiles, similar a Ceres. [114] Esto se confirmó en el sentido mecánico, con actividad observada en eventos separados, no asociados con impactos. [115] [116]

La sonda espacial OSIRIS-REx , al llegar a Bennu, descubrió que su superficie estaba compuesta principalmente de filosilicatos [117] que retienen agua. [118] [119]

(162173) Ryugu

Ryugu, el objetivo de la misión Hayabusa2 , mostró actividad que podría ser un impacto, un escape de volátiles o ambos. [120]

Hayabusa2 , después de un ajuste de calibración inicial, confirmó que "la decisión de elegir Ryugu como destino, basada en la predicción de que hay algo de agua, no fue incorrecta" (-Kohei Kitazato [121] ). [122]

Candidatos indirectos

Troyanos de Júpiter

La línea de nieve de este sistema se encuentra en el interior de Júpiter, lo que hace que los troyanos de Júpiter sean candidatos probables para un alto contenido de agua. Sin embargo, se han encontrado pocos signos de agua en los espectroscopios . La hipótesis es que, más allá de la línea de nieve en un cuerpo pequeño, dicha agua está ligada en forma de hielo. Es poco probable que el hielo participe en reacciones para formar minerales hidratados o que escape como agua/OH, que son espectralmente distintas donde el hielo sólido no lo es.

La excepción es 617 Patroclo ; también es posible que se haya formado más lejos y luego haya sido capturado por Júpiter.

2 Palas

Muy similar a Ceres, 2 Pallas es un SSSB muy grande en el cinturón principal central, más frío. Si bien la tipificación exacta de Pallas es algo arbitraria, al igual que Ceres, no es de tipo S, M o V. Se considera que los cuerpos del complejo C tienen más probabilidades de contener una cantidad significativa de agua. [123] [124]

Cometas inactivos

La categoría de los Damocloides se define como cuerpos de alta inclinación y excentricidad sin actividad visible. En otras palabras, parecen asteroides, pero viajan en órbitas cometarias.

107P/Wilson-Harrington es el primer excometa inequívoco. Después de su descubrimiento en 1949, Wilson-Harrington no volvió a ser observado en lo que deberían haber sido pasajes de perihelio. En 1979, se encontró un asteroide y se le dio la designación provisional 1979 VA, hasta que se pudiera determinar su órbita con suficiente precisión. Esa órbita coincidía con la del cometa Wilson-Harrington; el cuerpo ahora también tiene la doble designación (4015) Wilson-Harrington.

Otros candidatos incluyen 944 Hidalgo , 1983 SA, (2101) Adonis , (2201) Oljato, (3552) Don Quijote

Los cometas débiles, quizá no hasta el estadio de Wilson-Harrington, incluyen Arend-Rigauz y Neujmin 1 .

(4660) Nereus , el objetivo original de la misión Hayabusa , fue seleccionado tanto por su órbita muy accesible como por la posibilidad de que sea un cometa extinto o inactivo.

331P/Gibbs

El asteroide activo 331P/Gibbs también tiene una familia (cúmulo) pequeña, cercana y dinámicamente estable de otros objetos. [125] [126]

(6478) Gault

El asteroide (6478) Gault mostró actividad a fines de octubre y principios de noviembre de 2018; sin embargo, esto solo podría deberse a material expulsado por un impacto. La actividad disminuyó en diciembre, pero se reanudó en enero de 2019, por lo que es poco probable que se deba solo a un impacto.

Como recurso

Propulsor

La ecuación de Tsiolkovskiy rige el desplazamiento de los cohetes. Dadas las velocidades implicadas en los vuelos espaciales, la ecuación dicta que la masa de la misión está determinada por los requisitos de combustible, que aumentan a medida que las misiones avanzan más allá de la órbita baja terrestre.

El agua de los asteroides se puede utilizar como propulsor de un reactor resistivo . La aplicación de grandes cantidades de electricidad [ ¿cómo? ] ( electrólisis ) puede descomponer el agua en hidrógeno y oxígeno, que se pueden utilizar en cohetes químicos. Cuando se combinan con el carbono presente en las condritas carbonosas (más propensas a tener un alto contenido de agua), estas pueden sintetizar oxígeno y metano (ambos almacenables en el espacio con un diseño térmico pasivo, a diferencia del hidrógeno), oxígeno y metanol , etc. Como recurso en el espacio, la masa de los asteroides no necesita ser extraída de un pozo de gravedad. El costo del propulsor, entonces, en términos de otros propulsores, es menor por un multiplicador establecido por la ecuación de Tsiolkovskiy.

Varias organizaciones han utilizado y tienen intención de utilizar propulsores de agua. [127] [128] [129]

Blindaje contra la radiación

El agua, como material razonablemente denso, puede utilizarse como escudo de radiación. En microgravedad, las bolsas de agua o los espacios llenos de agua necesitan poco soporte estructural. Otro beneficio es que el agua, al tener elementos con Z moderado y bajo , genera poca radiación secundaria cuando choca. Puede utilizarse para bloquear la radiación secundaria de materiales con Z más alto, formando un escudo con Z graduado . Este otro material puede ser el desecho o la ganga / relaves del procesamiento de asteroides. [130] [131] [132]

Medio de crecimiento

Las condritas carbonáceas contienen agua, carbono y minerales necesarios para el crecimiento de las plantas. [133]

Véase también

Bibliografía

Referencias

  1. ^ Rubin, A (1997). "Mineralogía de grupos de meteoritos". Meteorítica y ciencia planetaria . 32 (2): 231–247. Bibcode :1997M&PS...32..231R. doi : 10.1111/j.1945-5100.1997.tb01262.x .
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