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Articulo de referencia

162173 Ryugu

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162173 Ryugu ( designación provisional 1999 JU 3 ) es un objeto cercano a la Tierra y también 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 un asteroide de tipo C como de un 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 dejó Ryugu para regresar a la Tierra en noviembre de 2019 [ 13 ] [ 14 ] y devolvió la cápsula de muestras 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 del Lincoln Near-Earth Asteroid Research en el ETS del Laboratorio Lincoln cerca de Socorro, Nuevo México , en los Estados Unidos. Se le asignó la designación provisional 1999 JU 3. [ 1 ] El asteroide fue nombrado oficialmente "Ryugu" por el Centro de Planetas Menores el 28 de septiembre de 2015 ( MPC 95804 ). [ 15 ] El nombre hace referencia a Ryūgū-jō (Palacio del Dragón), un palacio mágico submarino en un cuento popular japonés . En la historia, el pescador Urashima Tarō viaja al palacio sobre el caparazón de una tortuga, y cuando regresa, trae 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 , perteneciente a Eulalia o Polana . [ 17 ] Es muy probable que estas familias de asteroides sean fragmentos de colisiones pasadas. La gran cantidad de rocas en la superficie respalda una disrupción catastrófica del cuerpo progenitor. [ 18 ] El cuerpo progenitor de Ryugu probablemente sufrió deshidratación debido al calentamiento interno [ 17 ] y debió haberse formado en un entorno sin un campo magnético fuerte. [ 19 ] Después de esta disrupción catastrófica, parte de la superficie fue remodelada nuevamente por la rotación a alta velocidad del asteroide, formando la cresta ecuatorial (Ryujin Dorsum), a través de fallas internas y/o remoción 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 la superficie ayuden a revelar más sobre la historia geológica del asteroide. [ 17 ]

Se plantea la hipótesis de que Ryugu es un cometa extinto . [ 21 ]

Características

Órbita

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

Ryugu orbita alrededor del Sol a una distancia de 0,96–1,41  UA una vez cada 16 meses (474 ​​días; semieje mayor de 1,19  UA). Su órbita tiene una excentricidad de 0,19 y una inclinación de 6 ° con respecto a la eclíptica . [ 2 ] Tiene una distancia mínima de intersección orbital con la Tierra de 95 443,442 km (0,000638 UA) , 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 llegar a conclusiones precisas, con rotación retrógrada , un diámetro efectivo de 0,85–0,88  km (0,528 millas) y un albedo geométrico de 0,044 a 0,050. Estimaron que el tamaño de los granos de sus materiales superficiales está entre 1 y 10  mm. [ 7 ]

Las primeras imágenes tomadas por la nave espacial Hayabusa2 durante su aproximación a una distancia de 700 km (430 millas) fueron publicadas el 14 de junio de 2018. Revelaron un cuerpo con forma de diamante.  1  km de diámetro y confirmó su movimiento retrógrado . [ 23 ] Entre el 17 y el 18 de junio de 2018, Hayabusa2 pasó de 330 a 240 km (210 a 150 mi) de Ryugu y capturó una serie de imágenes adicionales del acercamiento. [ 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 un montón de escombros con aproximadamente el 50% de su volumen siendo espacio vacío. [ 26 ]  

La aceleración debida a la gravedad en el ecuador se ha estimado en aproximadamente 0,11  mm/s² , aumentando a 0,15  mm/s² 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  km³ y una densidad aparente de 1,19 ± 0,03 g/cm³ según el modelo de forma . [ 3 ]

Forma

Secuencia de imágenes que muestra la rotación de Ryugu

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

Superficie

Imágenes de la superficie del asteroide tomadas 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 poco o ningún polvo. Las mediciones con el radiómetro a bordo de MASCOT , llamado MARA, mostraron una baja conductividad térmica de los bloques. Esta fue una medición in situ de la alta porosidad del material de los bloques. Este resultado mostró que la mayoría de los meteoritos originados de 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, llamada 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 oscuro con una superficie desmenuzable similar 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 imprevisto de los propulsores de Hayabusa2 reveló una capa de material rojo oscuro de grano fino. [ 33 ]

cráteres

Ryugu tiene 77 cráteres en su superficie. Ryugu muestra variaciones en la densidad de cráteres que no pueden explicarse por la aleatoriedad de la formación de cráteres. Hay más cráteres en latitudes bajas y menos en latitudes altas, y menos cráteres en el abultamiento occidental (160°E – 290°E) que en la región alrededor del meridiano (300°E – 30°E). Esta variación se considera evidencia de una historia geológica compleja de Ryugu. [ 34 ] La superficie tiene un cráter artificial, que fue formado intencionalmente por el Impactador Pequeño Transportable (SCI), desplegado por Hayabusa2 . El 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 subsuperficial más oscuro. Creó una eyección de 1 cm de espesor y excavó material de hasta 1 metro de profundidad. [ 36 ] 

rocas

Ryugu contiene 4400 bloques de más de 5 metros de tamaño. Ryugu tiene más bloques grandes por área de superficie que Itokawa o Bennu , aproximadamente un bloque de más de 20 metros por cada 50 km²  . Los bloques se asemejan a fragmentos de impacto de laboratorio. El elevado número de bloques se explica por una disrupción catastrófica del cuerpo principal de Ryugu. El bloque más grande, llamado Otohime, tiene un tamaño de ~160 × 120 × 70 m y es demasiado grande para ser explicado como un bloque eyectado 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, compuesto por seis subequipos, y a dos institutos de curación de la 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 incluyen: [ 38 ]

  • Las muestras de Ryugu contienen granos que se formaron a altas temperaturas, superiores a 1000  °C, cerca del Sol y que posteriormente fueron transportados hacia el sistema solar exterior.
  • Las muestras son lo suficientemente blandas como para cortarlas con un cuchillo y conservan el campo magnético como un disco duro .
  • Se realizó una simulación de la formación, la cual mostró que el cuerpo progenitor de Ryugu se acumuló 2 millones de años después de la formación del Sistema Solar . Durante los siguientes 3 millones de años, se calentó hasta alcanzar los 50  °C, lo que provocó reacciones entre el material rocoso y el agua. En estas reacciones, los silicatos anhidros se transformaron en silicatos hidratados y el hierro en magnetita . El  cuerpo progenitor, de 100 km de diámetro, fue destruido por un  impactor de menos de 10 km de diámetro, con una velocidad de impacto de aproximadamente 5  km/s. Ryugu se formó entonces a partir de material alejado del impacto.

En marzo de 2026, se encontraron las cinco nucleobases canónicas en estas muestras. [ 39 ]

Origen en el sistema solar exterior

Las composiciones isotópicas ricas en deuterio y nitrógeno-15 de los minerales y compuestos orgánicos de grano fino sugieren que el cuerpo progenitor de Ryugu se formó en el Sistema Solar exterior . [ 40 ] Las anomalías isotópicas de titanio, cromo y molibdeno proporcionan más evidencia que vincula el origen de Ryugu con el Sistema Solar exterior. [ 41 ]

Basándose en el magnetismo preservado 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 fue mejorada significativamente con respecto a Hayabusa para preservar agua, compuestos orgánicos ligeros, gases y otros volátiles. [ 42 ] [ 43 ] Esta agua fue muestreada y preservada con éxito. [ 44 ] [ 45 ] [ 46 ] [ 47 ] Mediante una muestra a granel (~95 miligramos), se informó que su contenido de agua era de 6,84 ±0,34 % en peso. [ 48 ]

De forma independiente, un grupo de investigación con una asignación mucho menor (partículas) informó de un 4-7 por ciento de agua. [ 49 ]

La señal de agua inferior a la esperada observada por los instrumentos de Hayabusa2 fue el resultado de la erosión espacial, que produjo una corteza deshidratada. [ 50 ] [ 51 ] [ 52 ]

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 era muy probablemente hielo de CO₂ ( hielo seco ) dentro del cuerpo progenitor. El hielo de agua se derritió poco después de la formación del cuerpo progenitor y el CO₂ se disolvió en el agua. [ 38 ] [ 53 ] [ 54 ]

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 progenitor. [ 38 ] El cuerpo progenitor tenía una superficie más seca y un interior más húmedo. Tras la colisión del cuerpo progenitor con un asteroide más pequeño, el material del interior y de la superficie se mezclaron. Actualmente, Ryugu tiene en su superficie material tanto del interior como de la superficie del cuerpo progenitor. [ 38 ]

Un equipo internacional encontró partículas en las muestras que contenían pequeñas cantidades de material inalterado por el agua. El equipo halló aproximadamente un 0,5 % en volumen de silicatos anhidros. El análisis isotópico de la olivina y el piroxeno ricos en magnesio de la muestra sugiere que dos tipos de objetos de alta temperatura se acumularon en la superficie de Ryugu: agregados ameboides de olivina y cóndrulos ricos en magnesio . [ 55 ]

Gas

Hayabusa2 recuperó helio y otros gases nobles. Algo de contaminación terrestre entró en el sistema, pero los componentes de Ryugu aún son medibles. [ 56 ] [ 57 ] [ 58 ] [ 49 ] [ 59 ]

Moléculas orgánicas

Se encontraron compuestos orgánicos alifáticos ricos en carbono asociados con filosilicatos de grano grueso . Esta asociación no se ha observado en ningún estudio de meteoritos y podría ser exclusiva del asteroide Ryugu. [ 40 ]

En muestras recuperadas en Ryugu por la nave espacial japonesa Hayabusa2 , los científicos descubrieron 20 aminoácidos diferentes . [ 60 ]

En marzo de 2023, los científicos anunciaron que se detectaron uracilo y vitamina B3 en muestras extraídas de Ryugu. A diferencia de casos anteriores en los que se encontraron nucleobases y vitaminas en ciertos meteoritos ricos en carbono, las muestras se recolectaron directamente del asteroide y se enviaron a la Tierra en cápsulas selladas, lo que significó que la contaminación terrestre fue imposible. [ 61 ] [ 62 ]

Similitudes con los condritos CI

Un análisis basado en NanoSIMS realizado en la Institución Carnegie reveló que las muestras de Ryugu contenían granos más antiguos que el sistema solar . La abundancia y composición de estos granos presolares eran similares a las de los granos presolares en las condritas CI . [ 63 ] Investigadores que utilizaron el acelerador de partículas en J-PARC emplearon haces de muones para analizar la composición química de las muestras. Encontraron una composición similar a la de las condritas CI, pero una abundancia de oxígeno un 25 % menor en relación con el silicio en las muestras de Ryugu. El exceso de oxígeno en los meteoritos podría deberse a la contaminación posterior a su entrada en la atmósfera terrestre. [ 64 ]

Campo magnético

No se detectó ningún campo magnético cerca de Ryugu a escala global ni local. Esta medición se basa en el magnetómetro a bordo de MASCOT , llamado MasMag. Esto demuestra 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 intenso. Sin embargo, este resultado no puede generalizarse a los asteroides de tipo C , ya que la superficie de Ryugu parece haberse recreado tras una disrupción catastrófica. [ 19 ]

Características de la superficie

Hasta agosto de 2019, la IAU ha nombrado 13 accidentes geográficos en su superficie. [ 65 ] [ 66 ] Los tres lugares de aterrizaje no están confirmados oficialmente, pero la JAXA los menciona con nombres específicos en los medios. El tema de los accidentes geográficos en Ryugu es "cuentos infantiles". Ryugu fue el primer objeto en presentar el tipo de accidente geográfico conocido como saxa , en referencia a las grandes rocas encontradas en su superficie.

cráteres

Dorsa

Un dorso es una cresta. Ryugu tiene un solo dorso.

Fosas

Una fosa es una formación rocosa similar a una zanja.

Saxa

Un saxum es una gran roca. Ryugu es el primer objeto astronómico al que se le ha dado nombre. Dos rocas han sido denominadas extraoficialmente "Styx" y "Small Styx" por el equipo de JAXA; se desconoce si estos nombres se presentarán para su aprobación por la IAU. Ambos nombres hacen referencia al río Estigia . [ 68 ]

Lugares de aterrizaje

JAXA ha dado nombres informales a los lugares específicos de aterrizaje y recogida de residuos.

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 Japonesa de Exploración Aeroespacial ( JAXA ) fue lanzada en diciembre de 2014 y llegó con éxito al asteroide el 27 de junio de 2018. Regresó con material del asteroide a la Tierra en diciembre de 2020. [ 70 ]

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 de estos rovers, HIBOU y OWL (juntos los rovers MINERVA-II-1), que se desplazan por la superficie del asteroide, fueron liberados de Hayabusa2 . [ 71 ] Esto marca la primera vez que una misión ha completado un aterrizaje exitoso en un asteroide de rápido movimiento. [ 72 ]

El 3 de octubre de 2018, el módulo de aterrizaje germano-francés Mobile Asteroid Surface Scout ( MASCOT ) llegó con éxito a Ryugu, diez días después del aterrizaje de los rovers MINERVA. [ 73 ] Su misión fue breve, como estaba previsto; el módulo de aterrizaje solo tenía 16 horas de energía de batería y no tenía forma de recargarse.

Hayabusa2 aterrizó brevemente el 22 de febrero de 2019 en Ryugu, disparó un pequeño proyectil de tantalio hacia la superficie para recoger la nube de escombros superficiales dentro del cuerno de muestreo y luego regresó a su posición de espera. [ 74 ] El segundo muestreo fue del subsuelo, y consistió en 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 muestrear el material del subsuelo, utilizando su cuerno de muestreo y una bala de tantalio. [ 75 ]

Muestras de Ryugu devueltas por Hayabusa2 [ 76 ]

El último rover, el Rover-2 o MINERVA-II-2, falló antes de ser liberado del orbitador Hayabusa2 . Aun así, fue desplegado el 2 de octubre de 2019 en órbita alrededor de Ryugu para realizar mediciones gravitacionales. Impactó contra el asteroide pocos 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 de Australia), una cápsula que contenía las muestras aterrizó en Australia y, tras una breve búsqueda, fue recuperada. [ 14 ] [ 77 ]

Antes de la devolución de la cápsula de muestra, se esperaba que la cantidad de muestra fuera de al menos 0,1 g. [ 78 ] La descripción de la muestra a granel general estaba prevista para ser realizada por JAXA en los primeros seis meses. [ 79 ] [ 80 ] [ 81 ] El 5 % en peso de la muestra se asignará para el análisis detallado por JAXA. [ 79 ] El 15 % en peso se asignará para el análisis inicial y el 10 % en peso para el análisis de "fase 2" entre grupos de investigación japoneses. [ 79 ] En el plazo de un año, la NASA (10 % en peso) y los grupos de investigación internacionales de "fase 2" (5 % en peso) recibirán su asignación. [ 79 ] El 15 % en peso se asignará para propuestas de investigación mediante Anuncio de Oportunidad internacional. [ 79 ] El 40 % en peso de la muestra se almacenará sin usar para análisis futuros. [ 79 ]

Tras la recuperación de la cápsula de muestra, la cantidad de muestra obtenida resultó ser de aproximadamente 5,4 g. Dado que era 50 veces mayor de lo previsto, el plan de asignación se ajustó de la siguiente manera: 2 % en peso para el análisis detallado de JAXA; 6 % en peso para el análisis inicial; 4 % en peso para el análisis de la "fase 2" por grupos de investigación japoneses; 10 % en peso para la NASA; 2 % en peso para los grupos de investigación internacionales de la "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 reservará para análisis futuros. [ 82 ] [ 83 ]

Ryugu (162173) 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.

Véase también

Referencias

Citas

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    • Efemérides · Predicción de observaciones · Información orbital · MOID · Elementos propios · Información observacional · Aproximaciones cercanas · Información física · Animación orbital        
  • 162173 Ryugu en la ESA – Conocimiento de la situación espacial
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