El Equipo de New Horizons Descubre Nuevos Datos Sobre la Formación Planetaria

Sondas Espaciales
16/2/2020
El Equipo de New Horizons Descubre Nuevos Datos Sobre la Formación Planetaria
Imagen de Arrokoth , el objeto más distante, más primitivo y más prístino jamás explorado por ninguna nave espacial. Image Credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Roman Tkachenko

Los datos de la misión New Horizons de la NASA están proporcionando nuevas ideas sobre cómo se formaron los planetas y los planetesimales, los bloques de construcción de los planetas.

La nave espacial New Horizons sobrevoló el antiguo objeto del Cinturón de Kuiper Arrokoth (MU69 2014) el 1 de Enero de 2019, proporcionando la primera mirada de cerca de la humanidad a uno de los restos helados de la formación del sistema solar en la vasta región más allá de la órbita de Neptuno. Utilizando datos detallados sobre la forma, la geología, el color y la composición del objeto, reunidos durante un sobrevuelo que estableció un récord que ocurrió a más de cuatro mil millones de millas de la Tierra, los investigadores aparentemente respondieron una pregunta sobre los orígenes planetesimales y, por lo tanto, hicieron un gran avance en la comprensión cómo se formaron los planetas.

"Arrokoth es el objeto más distante, más primitivo y más prístino jamás explorado por las naves espaciales, por lo que sabíamos que tendría una historia única que contar", dijo el investigador principal de New Horizons, Alan Stern, del Instituto de Investigación del Suroeste en Boulder, Colorado. "Nos está enseñando cómo se formaron los planetesimales, y creemos que el resultado marca un avance significativo en la comprensión de la formación planetaria en general".

Las primeras imágenes posteriores al sobrevuelo transmitidas desde New Horizons el año pasado mostraron que Arrokoth tenía dos lóbulos conectados, una superficie lisa y una composición uniforme, lo que indica que probablemente era prístino y proporcionaría información decisiva sobre cómo se formaron los cuerpos.

"Este es realmente un hallazgo emocionante para lo que ya es una misión muy exitosa e histórica", dijo Lori Glaze, directora de la División de Ciencia Planetaria de la NASA. "Los continuos descubrimientos de la nave espacial New Horizons de la NASA asombran al cambiar nuestro conocimiento y comprensión de cómo se forman los cuerpos planetarios en los sistemas solares en todo el universo".

Durante los siguientes meses, trabajando con más datos de mayor resolución y sofisticadas simulaciones por ordenador, el equipo de la misión reunió una imagen de cómo debe haberse formado Arrokoth. Su análisis indica que los lóbulos de este objeto "binario de contacto" alguna vez fueron cuerpos separados que se formaron muy juntos y a baja velocidad, se orbitaron entre sí y luego se fusionaron suavemente para crear el objeto de 35 kilómetros de largo observado por New Horizons.

Esto indica que Arrokoth se formó durante el colapso por gravedad de una nube de partículas sólidas en la nebulosa solar primordial, en lugar de la teoría competitiva de la formación planetesimal llamada acreción jerárquica. A diferencia de las colisiones a alta velocidad entre los planetesimales en la acumulación jerárquica, en el colapso de la nube de partículas, las partículas se fusionan suavemente, creciendo lentamente.
 
"Así como los fósiles nos dicen cómo evolucionaron las especies en la Tierra, los planetesimales nos dicen cómo se formaron los planetas en el espacio", dijo William McKinnon, co-investigador de New Horizons de la Universidad de Washington en St. Louis, y autor principal de un artículo de formación de Arrokoth en Science. "Arrokoth se ve de esa manera no porque se formó a través de colisiones violentas, sino en una danza más intrincada, en la que sus objetos componentes se orbitaban lentamente antes de unirse".

Otras dos pruebas importantes respaldan esta conclusión. El color uniforme y la
composición de la superficie de Arrokoth muestra el KBO formado a partir de material cercano, como predicen los modelos locales de colapso de la nube, en lugar de una mezcla de materia de partes más separadas de la nebulosa, como podrían predecir los modelos jerárquicos.

Las formas planas de cada uno de los lóbulos de Arrokoth, así como la alineación notablemente cercana de sus polos y ecuadores, también apuntan a una fusión más ordenada de una nube colapsada. Aún más, la superficie lisa y ligeramente cubierta de cráteres de Arrokoth indica que su cara se ha mantenido bien conservada desde el final de la era de la formación del planeta.

"Arrokoth tiene las características físicas de un cuerpo que se unió lentamente, con materiales 'locales' en la nebulosa solar", dijo Will Grundy, jefe del equipo temático de composición de New Horizons del Observatorio Lowell en Flagstaff, Arizona, y autor principal de un segundo artículo en Science. "Un objeto como Arrokoth no se habría formado, o se vería de la manera que lo hace, en un entorno de acreción más caótico".
Los últimos informes de Arrokoth se expanden significativamente en el artículo de Science de Mayo de 2019, dirigido por Stern. Los tres nuevos documentos se basan en 10 veces más datos que el primer informe, y juntos proporcionan una imagen mucho más completa del origen de Arrokoth.

"Todas las pruebas que hemos encontrado apuntan a modelos de colapso de nubes de partículas, y descarta la acumulación jerárquica para el modo de formación de Arrokoth y, por inferencia, otros planetesimales", dijo Stern.

New Horizons continúa llevando a cabo nuevas observaciones de objetos adicionales del Cinturón de Kuiper que pasan en la distancia. New Horizons también continúa mapeando el ambiente de radiación y polvo de partículas cargadas en el Cinturón de Kuiper. Los nuevos KBO que se está observando ahora están demasiado lejos para revelar descubrimientos como los de Arrokoth, pero el equipo puede medir aspectos como las propiedades y la forma de la superficie de cada objeto. Este verano, el equipo de la misión comenzará a usar grandes telescopios terrestres para buscar nuevos KBO para estudiar de esta manera, e incluso para otro objetivo de sobrevuelo si el combustible lo permite.

La nave espacial New Horizons está ahora a 7.100 millones de kilómetros de la Tierra, operando normalmente y acelerando más profundamente en el Cinturón de Kuiper a casi 50.400 kilómetros por hora.

Actualizado: 16/2/2020