Los asteroides primitivos que estudia la estudiante de doctorado en física de la UCF, Brittany Harvison, llevan consigo rastros de sus orígenes y miles de millones de años de la historia de nuestro sistema solar.
Harvison examinó recientemente una biblioteca de datos de telescopios infrarrojos para analizar la composición espectral de 25 miembros de la familia Erigone de asteroides primitivos y ayudar a llenar los vacíos en nuestra comprensión de la creación de nuestro sistema solar.
Los datos sobre los asteroides Erigone, que se encuentran en el cinturón de asteroides principal que se encuentra entre las órbitas de Marte y Júpiter, se recopilaron como parte del proyecto PRIMitive Asteroid Spectroscopic Survey (PRIMASS) codirigido por la científica planetaria de la UCF Noemí Pinilla-Alonso.
El trabajo de Harvison, que fue publicado recientemente en la revista Ícarosienta las bases para futuras investigaciones y puede acercar a los científicos a concluir si los asteroides trajeron agua a la Tierra y, de ser así, en qué cantidad.
“Existen teorías de que la Tierra podría haber recibido una fracción de su agua de asteroides primitivos en el Sistema Solar primitivo”, afirma Harvison, que también es investigador del Instituto Espacial de Florida (FSI). “Una gran parte de estas teorías consiste en comprender cómo estos asteroides primitivos fueron transportados hacia la trayectoria de la Tierra. Por lo tanto, explorar asteroides primitivos en el Sistema Solar hoy podría ayudar a pintar una imagen de lo que estaba sucediendo hace tantos años”.
Algunos de estos viajeros cósmicos, incluidos los asteroides de la familia Erigone, tienen silicatos hidratados. Los cuerpos hidratados existentes que continúan moviéndose por nuestro sistema solar podrían decirnos más sobre los que colisionaron con la Tierra.
Es una de las muchas cuestiones pendientes que el trabajo de Harvison espera abordar.
“Principalmente queríamos ver si había familias de asteroides primitivos similares a las familias de asteroides Erigone y Polana”, dice Harvison. “Usamos espectroscopia para estudiar qué tipos de minerales había en la superficie para comprender su composición”.
A partir del estudio, Harvison y sus coautores vieron que las familias Erigone y Polana son diferentes entre sí en el infrarrojo cercano, pero que las otras familias primitivas tienen sus propios niveles de color rojo en su distribución espectral junto con sus propios niveles únicos de color. hidratación.
En otras palabras, las familias primitivas del sistema solar interior muestran una variedad de enrojecimiento e hidratación.. El análisis y la comparación muestran evidencia de que estas familias no están vinculadas a los grupos propuestos como Erigone o Polana, desafiando las teorías previamente sostenidas sobre dónde encajan. Además, un asteroide en particular, (52246) Donaldjohanson, parece pertenecer a la familia Erigone según su espectro.
Reconstruyendo la historia
Debido a la importancia de comprender la naturaleza de los objetos primitivos, numerosas naves espaciales han apuntado a asteroides primitivos, como Hayabusa2 de JAXA y OSIRIS-REx de NASA, que visitaron, estudiaron y devolvieron muestras de Ryugu y Bennu, respectivamente.
Bennu y Ryugu impulsaron a los investigadores a estudiar más a fondo los asteroides primitivos y descubrir de dónde procedían, dice Harvison.
Erigone fue una de las últimas piezas de la gran biblioteca de datos PRIMASS que existía, pero que aún no se había estudiado, dice Harvison. PRIMASS tiene como objetivo comprender la diversidad de propiedades de la superficie entre familias de colisiones primitivas en el cinturón de asteroides y mapear su composición.
Una familia de asteroides colisionantes se refiere a un grupo de asteroides que se cree que se originaron a partir de la desintegración de un cuerpo padre más grande debido a una colisión. Los integrantes de una familia colisionadora brindan información sobre el interior del cuerpo intacto del que formaban parte antes del impacto.
El proyecto PRIMASS caracteriza las familias de colisiones de asteroides primitivos en el cinturón principal, y en particular aquellos que podrían ser el origen de los asteroides primitivos cercanos a la Tierra, como Bennu y Ryugu.
Las conclusiones extraídas del estudio de familias colisionales como Erigone son piezas fundamentales del rompecabezas en el mayor esfuerzo de comprender la creación de nuestro sistema solar.
“El objetivo más amplio era observar familias primitivas en la parte interior del cinturón de asteroides principal, donde se cree que probablemente se originaron Ryugu y Bennu”, dice. “La familia Erigone fue la última pieza del rompecabezas que se colocó en la biblioteca PRIMASS para proporcionar un contexto completo sobre los asteroides primitivos en esta región y permitir que otros científicos analicen los datos”.
La investigación de Harvison proporciona un contexto complementario para la próxima misión Lucy de la NASA, en la que la nave espacial del mismo nombre visitará (52246) Donaldjohanson en la primavera de 2025 antes de pasar a examinar ocho objetos troyanos (rocas espaciales atrapadas en la órbita de Júpiter) entre 2027 y 2033.
Mirando hacia el futuro
El coautor del estudio, Mário De Prá, científico asistente del FSI, se desempeñó como asistente de investigación y cosupervisor de Harvison. La coautora Pinilla-Alonso es asesora de investigación de Harvison y ayudó a Harvison en su investigación.
Pinilla-Alonso dice que está encantada de ayudar a Harvison y ver su crecimiento.
“Para mí fue un placer ver el proceso y el resultado final”, afirma. “Se puso en contacto conmigo al principio de la pandemia, cuando todos estábamos trabajando en casa, para expresar su interés en obtener un doctorado aquí en la UCF. Aquí estamos unos tres años después: ha hecho un trabajo fantástico y hay más por venir”.
Pinilla-Alonso y Harvison dicen que les sorprendió que nadie hubiera estudiado la espectroscopia de la familia Erigone.
“Cuando Brittany se embarcó en este proyecto, vimos que nos faltaba un dato”, dice Pinilla-Alonso. “PRIMASS había completado el análisis del visible y del infrarrojo cercano de todas las familias primitivas en el cinturón interior, pero faltaba una familia: Erigone. Eso fue muy importante porque era la familia la que podía cerrar el aprendizaje sobre el interior. [asteroid] familias de cinturones. Hasta que no haces la pregunta correcta o tienes las herramientas, a veces no buscas esa respuesta. Pero, en este caso, hicimos las observaciones y estaba claro que necesitábamos analizarlas”.
El conocimiento adquirido al estudiar Bennu, Ryugu y las familias de asteroides primitivos Erigone y Polana servirá como trampolín para futuras observaciones del Telescopio Espacial James Webb y misiones de la NASA.
“Son tiempos muy emocionantes los que analizamos todos estos nuevos datos, y habrá más por venir con el telescopio espacial James Webb”, afirma Pinilla-Alonso. “Realmente creo que el mayor descubrimiento está por llegar. Los datos que podemos recopilar de la Tierra son limitados. Ahora tenemos la mejor herramienta en el espacio para seguir aprendiendo más”.
Está previsto que Pinilla-Alonso, Harvison y otros investigadores del FSI comiencen a utilizar el JWST este verano para observar Erigone y otros asteroides primitivos y, en un lapso de aproximadamente dos años, evaluar los espectros recopilados.
Harvison mantiene su entusiasmo mientras espera desarrollar sus análisis y desentrañar aún más los orígenes de estos asteroides primitivos.
“Existe una fascinación cuando observo estos datos y examino algo que está a millones de kilómetros de distancia”, dice Harvison. “Podemos mirar hacia atrás miles de millones de años y conocer la estructura y composición inicial del sistema solar primitivo estudiando la superficie de estos asteroides. Eso siempre ha sido algo que me emociona”.
Además de Harvison, Pinillia-Alonso y De Prá, el colega del FSI y jefe del Grupo de Ciencias Planetarias y Espaciales, Humberto Campins, brindó apoyo a la investigación. Vania Lorenzi de la Fundación Galileo Galilei y el Instituto de Astrofísica de Canarias, David Morate de El Centro de Estudios de Física del Cosmos de Aragón, Julia de León y Javier Licandro del Instituto de Astrofísica de Canarias y la Universidad de La Laguna, Anicia Arredondo del Suroeste El Instituto de Investigación también contribuyó a la investigación.
Credenciales de los investigadores
Harvison se unió a la UCF en 2021 y es una estudiante de posgrado que trabaja para obtener su doctorado en física. Se graduó de la Universidad del Norte de Arizona en 2020 con una licenciatura en astronomía, astronomía planetaria y ciencias.
Pinilla-Alonso es profesora en FSI y se unió a la UCF en 2015. Recibió su doctorado en astrofísica y ciencias planetarias de la Universidad de La Laguna en España. Pinilla-Alonso también ocupa un cargo conjunto como profesor en el Departamento de Física de la UCF y ha dirigido numerosas campañas de observación internacionales en apoyo de misiones de la NASA como New Horizons, OSIRISREx y Lucy.
