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Materiales extraterrestres

Muestra lunar 15415, también conocida como la " Roca Génesis "

El material extraterrestre se refiere a objetos naturales que se encuentran actualmente en la Tierra y que se originaron en el espacio exterior. Dichos materiales incluyen polvo cósmico y meteoritos , así como muestras traídas a la Tierra por misiones de retorno de muestras desde la Luna , asteroides y cometas , así como partículas del viento solar .

Los materiales extraterrestres son valiosos para la ciencia porque preservan la composición primitiva del gas y el polvo a partir de los cuales se formaron el Sol y el Sistema Solar .

Categorías

El material extraterrestre para estudio en la Tierra se puede clasificar en unas cuantas categorías amplias, a saber:

  1. Meteoritos demasiado grandes para vaporizarse al entrar en la atmósfera, pero lo suficientemente pequeños para dejar fragmentos en el suelo, entre los que se incluyen probables especímenes procedentes de los cinturones de asteroides y de Kuiper, así como de la Luna y de Marte.
  2. Rocas lunares traídas a la Tierra por misiones lunares robóticas y tripuladas.
  3. Polvo cósmico acumulado en la Tierra, en la estratosfera y en la órbita terrestre baja , que probablemente incluye partículas de la actual nube de polvo interplanetaria, así como de cometas.
  4. Ejemplares recolectados por misiones de retorno de muestras de cometas , asteroides y viento solar , que incluyen "partículas de polvo de estrellas" del medio interestelar actual.
  5. Granos presolares (extraídos de meteoritos y partículas de polvo interplanetario) anteriores a la formación del Sistema Solar . Son las muestras más prístinas y valiosas.

Recogidos en la Tierra

Colector de polvo con bloques de aerogel como el utilizado en las misiones Stardust y Tanpopo .

Ejemplos de material extraterrestre recolectado en la Tierra incluyen polvo cósmico y meteoritos . Algunos de los meteoritos encontrados en la Tierra tuvieron su origen en otro objeto del Sistema Solar como la Luna , [1] meteoritos marcianos , [2] [3] y el meteorito HED de Vesta . [4] [5] Otro ejemplo es la misión japonesa Tanpopo que recogió polvo de la órbita baja de la Tierra. [6] En 2019, los investigadores encontraron polvo interestelar en la Antártida que relacionan con la Nube Interestelar Local . La detección de polvo interestelar en la Antártida se realizó mediante la medición de los radionucleidos Fe-60 y Mn-53 mediante espectrometría de masas de acelerador de alta sensibilidad , donde Fe-60 es la firma clara de un origen de supernova reciente. [7]

Misiones de retorno de muestras

Hasta la fecha, se han recogido muestras de rocas lunares mediante misiones robóticas y tripuladas. El cometa Wild 2 ( misión Genesis ) y el asteroide Itokawa ( misión Hayabusa ) han sido visitados por naves espaciales robóticas que trajeron muestras a la Tierra, y la misión robótica Genesis también trajo muestras del viento solar . [8] [9]

Las misiones de retorno de muestras actuales son OSIRIS-REx al asteroide Bennu , [10] [11] y Hayabusa2 al asteroide Ryugu . [12] Se han planificado varias misiones de retorno de muestras a la Luna, Marte y las lunas de Marte (véase: Misión de retorno de muestras#Lista de misiones ).

El material obtenido en misiones de retorno de muestras se considera prístino y no contaminado, y su conservación y estudio deben realizarse en instalaciones especializadas donde las muestras estén protegidas de la contaminación terrestre y del contacto con la atmósfera. [13] [14] [15] [16] Estas instalaciones están especialmente diseñadas para preservar tanto la integridad de la muestra como para proteger a la Tierra de una posible contaminación biológica. Los cuerpos restringidos incluyen planetas o lunas que se sospecha que tuvieron entornos habitables pasados ​​o presentes para la vida microscópica y, por lo tanto, deben tratarse como extremadamente biopeligrosos . [17] [18]

Líneas de estudio

Las muestras analizadas en la Tierra pueden compararse con los resultados de la teledetección para obtener más información sobre los procesos que formaron el Sistema Solar .

Abundancias elementales e isotópicas

Las abundancias elementales actuales se superponen a un conjunto de abundancias elementales promedio galáctico (en evolución) que fue heredado por el Sistema Solar , junto con algunos átomos de fuentes de nucleosíntesis local , en el momento de la formación del Sol. [19] [20] [21] El conocimiento de estas abundancias elementales promedio del sistema planetario está sirviendo como una herramienta para rastrear los procesos químicos y físicos involucrados en la formación de planetas y la evolución de sus superficies. [20]

Las abundancias isotópicas proporcionan pistas importantes sobre el origen, la transformación y la edad geológica del material analizado. [22]

Los materiales extraterrestres también contienen información sobre una amplia gama de procesos nucleares. Entre ellos se incluyen, por ejemplo: (i) la desintegración de radionucleidos ahora extintos de subproductos de supernova introducidos en materiales del Sistema Solar poco antes del colapso de nuestra nebulosa solar , [23] y (ii) los productos de la nucleosíntesis estelar y explosiva que se encuentran en forma casi pura en los granos presolares . [24] Estos últimos están proporcionando a los astrónomos información sobre entornos exóticos de la galaxia primitiva de la Vía Láctea .

Los gases nobles son particularmente útiles porque evitan las reacciones químicas, en segundo lugar porque muchos de ellos tienen más de un isótopo en el que se puede llevar la firma de los procesos nucleares y porque son relativamente fáciles de extraer de materiales sólidos mediante un simple calentamiento. Como resultado, desempeñan un papel fundamental en el estudio de materiales extraterrestres. [25]

Efectos de espalación nuclear

Las partículas que se ven bombardeadas por partículas suficientemente energéticas, como las que se encuentran en los rayos cósmicos , también experimentan la transmutación de átomos de un tipo en otro. Estos efectos de espalación pueden alterar la composición isotópica de elementos traza de las muestras de manera que los investigadores puedan deducir la naturaleza de su exposición en el espacio. [ cita requerida ]

Estas técnicas se han utilizado, por ejemplo, para buscar (y determinar la fecha de) eventos en la historia preterrenal del cuerpo progenitor de un meteorito (como una colisión importante) que alteraron drásticamente la exposición espacial del material de ese meteorito. Por ejemplo, el meteorito Murchison aterrizó en Australia en 1967, pero su cuerpo progenitor aparentemente sufrió un evento de colisión hace unos 800.000 años [26] que lo rompió en pedazos del tamaño de un metro.

Astrobiología

La astrobiología es un campo científico interdisciplinario que se ocupa de los orígenes , la evolución temprana , la distribución y el futuro de la vida en el universo . Implica investigaciones sobre la presencia de compuestos orgánicos en cometas, asteroides, Marte o las lunas de los planetas gigantes . Actualmente se están preparando varias misiones de retorno de muestras a asteroides y cometas con un interés clave en la astrobiología. Más muestras de asteroides, cometas y lunas podrían ayudar a determinar si la vida se formó en otros cuerpos astronómicos y si pudo haber sido traída a la Tierra por meteoritos o cometas, un proceso denominado panspermia . [27] [28] [29]

Se cree que los abundantes compuestos orgánicos presentes en los meteoritos primitivos y las partículas de polvo interplanetario tienen su origen principalmente en el medio interestelar . Sin embargo, este material puede haberse modificado en el disco protoplanetario y en los cuerpos asteroidales progenitores en distintos grados. [30]

El polvo cósmico contiene compuestos orgánicos complejos (sólidos orgánicos amorfos con una estructura aromática - alifática mixta ) que pueden ser creados naturalmente por las estrellas y la radiación. [31] [32] [33] Se cree que estos compuestos, en presencia de agua y otros factores habitables , han producido y ensamblado espontáneamente los componentes básicos de la vida. [34] [35]

Origen del agua en la Tierra

El origen del agua en la Tierra es objeto de una importante cantidad de investigaciones en los campos de la ciencia planetaria , la astronomía y la astrobiología . Las proporciones isotópicas proporcionan una "huella química" única que se utiliza para comparar el agua de la Tierra con los depósitos de otras partes del Sistema Solar. Una de esas proporciones isotópicas, la de deuterio a hidrógeno (D/H), es particularmente útil en la búsqueda del origen del agua en la Tierra. Sin embargo, cuándo y cómo llegó esa agua a la Tierra es objeto de una investigación en curso. [36] [37]

Véase también

Referencias

  1. ^ "Base de datos del Boletín Meteorológico — Resultados de búsqueda de meteoritos lunares". Base de datos del Boletín Meteorológico . The Meteoritical Society. 15 de agosto de 2017 . Consultado el 17 de agosto de 2017 .
  2. ^ Base de datos de boletines meteorológicos
  3. ^ Treiman, AH; et al. (octubre de 2000). "Los meteoritos del SNC son de Marte". Ciencia planetaria y espacial . 48 (12–14): 1213–1230. Bibcode :2000P&SS...48.1213T. doi :10.1016/S0032-0633(00)00105-7.
  4. ^ McSween, HY; RP Binzel; MC De Sanctis; E. Ammannito; TH Prettyman; AW Beck; V. Reddy; L. Le Corre; MJ Gaffey; et al. (27 de noviembre de 2013). "Dawn; la conexión Vesta-HED; y el contexto geológico de la eucrita, las diogenitas y las howarditas". Meteorítica y ciencia planetaria . 48 (11): 2090–21–4. Bibcode :2013M&PS...48.2090M. doi : 10.1111/maps.12108 .
  5. ^ Kelley, MS; et al. (2003). "Evidencia mineralógica cuantificada de un origen común de 1929 Kollaa con 4 Vesta y los meteoritos HED". Icarus . 165 (1): 215–218. Bibcode :2003Icar..165..215K. doi :10.1016/S0019-1035(03)00149-0.
  6. ^ Experimento Tanpopo para la exposición astrobiológica y la captura de micrometeoroides a bordo de la instalación expuesta ISS-JEM. (PDF) H. Yano, A. Yamagishi, H. Hashimoto1, S. Yokobori, K. Kobayashi, H. Yabuta, H. Mita, M. Tabata H., Kawai, M. Higashide, K. Okudaira, S. Sasaki, E. Imai, Y. Kawaguchi, Y. Uchibori11, S. Kodaira y el equipo del proyecto Tanpopo. 45.ª Conferencia sobre ciencia planetaria y lunar (2014).
  7. ^ Koll, D.; et., al. (2019). "Interstellar 60Fe en la Antártida". Physical Review Letters . 123 (7): 072701. Bibcode :2019PhRvL.123g2701K. doi :10.1103/PhysRevLett.123.072701. hdl : 1885/298253 . PMID  31491090. S2CID  201868513.
  8. ^ Condiciones y composición del viento solar durante la misión Génesis medidas por una nave espacial in situ. Daniel B. Reisenfeld, Roger C. Wiens, Bruce L. Barraclough, John T. Steinberg, Marcia Neugebauer, Jim Raines, Thomas H. Zurbuchen. Space Science Reviews , junio de 2013, volumen 175, número 1, págs. 125-164.
  9. ^ "Equipo científico de Génesis". NASA.
  10. ^ Chang, Kenneth (3 de diciembre de 2018). «La sonda Osiris-Rex de la NASA llega al asteroide Bennu después de un viaje de dos años». The New York Times . Consultado el 3 de diciembre de 2018 .
  11. ^ Morten, Eric (31 de diciembre de 2018). "La nave espacial OSIRIS-REx de la NASA entra en órbita cercana alrededor de Bennu, batiendo récord". NASA . Consultado el 1 de enero de 2019 .
  12. ^ Clark, Stephen (28 de junio de 2018). «La nave espacial japonesa llega a un asteroide después de un viaje de tres años y medio». Spaceflight Now . Consultado el 2 de julio de 2018 .
  13. ^ Instalación de recepción de muestras de Marte: proyecto de protocolo de prueba para detectar posibles riesgos biológicos en las muestras marcianas devueltas a la Tierra (PDF) (Informe). 2002. Una instalación de retorno de muestras requerirá la combinación de tecnologías utilizadas para construir laboratorios de máxima contención (por ejemplo, laboratorios de nivel 4 de bioseguridad) con tecnologías de sala limpia que serán necesarias para proteger las muestras de Marte de la contaminación de la Tierra.
  14. ^ Protocolo de prueba preliminar para detectar posibles riesgos biológicos en muestras marcianas devueltas a la Tierra Archivado el 22 de febrero de 2006 en Wayback Machine
  15. ^ Robótica de salas limpias: tecnología apropiada para una instalación de recepción de muestras. 2005.
  16. ^ "Encuesta decenal del Orbitador de Retorno de Muestras de Marte 2010" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 8 de mayo de 2017 . Consultado el 8 de julio de 2019 .
  17. ^ Texto completo del Tratado sobre el Espacio Ultraterrestre Tratado sobre los principios que deben regir las actividades de los Estados en la exploración y utilización del espacio ultraterrestre, incluso la Luna y otros cuerpos celestes Archivado el 8 de julio de 2013 en Wayback Machine - Véase el artículo IX
  18. ^ Centro Nacional de Estudios Espaciales (CNES) (2008). «Tratados y recomendaciones de protección planetaria». Archivado desde el original el 20 de agosto de 2014. Consultado el 11 de septiembre de 2012 .
  19. ^ Suess, HE; ​​Urey, HC (1956). "Abundancias de los elementos". Rev Mod Phys . 28 (1): 53–74. Código Bibliográfico :1956RvMP...28...53S. doi :10.1103/RevModPhys.28.53.
  20. ^ ab Cameron, AGW (1973). "Abundancias de los elementos en el sistema solar". Space Sci Rev . 15 (1): 121–146. Código Bibliográfico :1973SSRv...15..121C. doi :10.1007/BF00172440. S2CID  120201972.
  21. ^ Anders, E.; Ebihara, M. (1982). "Abundancias de los elementos en el sistema solar". Geochim. Cosmochim. Acta . 46 (11): 2363–2380. Código Bibliográfico :1982GeCoA..46.2363A. doi :10.1016/0016-7037(82)90208-3.
  22. ^ Clayton, Robert N. (1978). "Anomalías isotópicas en el sistema solar primitivo". Revista anual de ciencia nuclear y de partículas . 28 : 501–522. Código Bibliográfico :1978ARNPS..28..501C. doi : 10.1146/annurev.ns.28.120178.002441 .
  23. ^ Zinner, Ernst (2003). "Una visión isotópica del sistema solar primitivo". Science . 300 (5617): 265–267. doi :10.1126/science.1080300. PMID  12690180. S2CID  118638578.
  24. ^ Zinner, Ernst (1998). "Nucleosíntesis estelar y composición isotópica de granos presolares de meteoritos primitivos". Revista Anual de Ciencias de la Tierra y Planetarias . 26 : 147–188. Código Bibliográfico :1998AREPS..26..147Z. doi :10.1146/annurev.earth.26.1.147.
  25. ^ Hohenberg, C (2006). "Espectrometría de masas de gases nobles en el siglo XXI". Geochimica et Cosmochimica Acta . 70 (18): A258. Código Bib : 2006GeCAS..70Q.258H. doi : 10.1016/j.gca.2006.06.518.
  26. ^ MW Caffee, JN Goswami, CM Hohenberg, K. Marti y RC Reedy (1988) en Meteoritos y el sistema solar temprano (ed. JF Kerridge y MS Matthews, U Ariz. Press, Tucson AZ) 205-245.
  27. ^ Rampelotto, PH (2010). "Panspermia: un campo de investigación prometedor" (PDF) . Conferencia científica de astrobiología . Consultado el 3 de diciembre de 2014 .
  28. ^ Shostak, Seth (26 de octubre de 2018). "Los cometas y asteroides pueden estar propagando la vida por toda la galaxia: ¿son los gérmenes del espacio exterior la fuente de vida en la Tierra?". NBC News . Consultado el 31 de octubre de 2018 .
  29. ^ Ginsburg, Idan; Lingam, Manasvi; Loeb, Abraham (11 de octubre de 2018). "Panspermia galáctica". The Astrophysical Journal . 868 (1): L12. arXiv : 1810.04307 . Código Bibliográfico :2018ApJ...868L..12G. doi : 10.3847/2041-8213/aaef2d . S2CID  119084109.
  30. ^ [Proyecto 2. Materiales extraterrestres: origen y evolución de la materia orgánica y el agua en el sistema solar.] Instituto de Astrobiología de la NASA , Informe anual 2007.
  31. ^ Chow, Denise (26 de octubre de 2011). «Descubrimiento: el polvo cósmico contiene materia orgánica de las estrellas». Space.com . Consultado el 26 de octubre de 2011 .
  32. ^ ScienceDaily Staff (26 de octubre de 2011). "Los astrónomos descubren que existe materia orgánica compleja en todo el universo". ScienceDaily . Consultado el 27 de octubre de 2011 .
  33. ^ Kwok, Sun; Zhang, Yong (26 de octubre de 2011). "Nanopartículas orgánicas aromáticas y alifáticas mixtas como portadoras de características de emisión infrarroja no identificadas". Nature . 479 (7371): 80–3. Bibcode :2011Natur.479...80K. doi :10.1038/nature10542. PMID  22031328. S2CID  4419859.
  34. ^ "Acerca de la astrobiología". Instituto de Astrobiología de la NASA . NASA. 21 de enero de 2008. Archivado desde el original el 11 de octubre de 2008. Consultado el 20 de octubre de 2008 .
  35. ^ Kaufman, Marc. "Una historia de la astrobiología". NASA . Consultado el 14 de febrero de 2019 .
  36. ^ Cowen, Ron (9 de mayo de 2013). "Fuente común de agua en la Tierra y la Luna". Nature . doi :10.1038/nature.2013.12963. S2CID  131174435.
  37. ^ Genda, Hidenori (2016). "Origen de los océanos de la Tierra: una evaluación de la cantidad total, la historia y el suministro de agua". Revista Geoquímica . 50 (1): 27–42. Bibcode :2016GeocJ..50...27G. doi : 10.2343/geochemj.2.0398 . ISSN  0016-7002. S2CID  92988014.

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