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Un 'muñeco de nieve espacial' distante abre el misterio sobre cómo algunos objetos del espacio profundo se convierten en 'bombas de hielo'

Un 'muñeco de nieve espacial' distante abre el misterio sobre cómo algunos objetos del espacio profundo se convierten en 'bombas de hielo'

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Esta imagen fue tomada por la nave espacial New Horizons de la NASA el 1 de enero de 2019 mientras volaba cerca del objeto 2014 MU69 en el Cinturón de Kuiper. Fuente de la imagen: NASA/Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins/Instituto de Investigación Southwestern

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Esta imagen fue tomada por la nave espacial New Horizons de la NASA el 1 de enero de 2019 mientras volaba cerca del objeto 2014 MU69 en el Cinturón de Kuiper. Fuente de la imagen: NASA/Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins/Instituto de Investigación Southwestern

Un nuevo estudio revoluciona lo que los científicos creían saber sobre objetos distantes en los confines del sistema solar, comenzando con un objeto llamado muñeco de nieve alienígena.

Investigadores de la Universidad de Brown y el Instituto SETI descubrieron que el objeto de doble lóbulo, que oficialmente se llama Objeto del Cinturón de Kuiper 486958 Arrokoth y se parece a un muñeco de nieve, puede tener hielo antiguo almacenado en lo profundo de su interior desde que el objeto se formó por primera vez hace miles de millones de años. Pero esto es sólo el comienzo de sus hallazgos.

Utilizando un nuevo modelo desarrollado para estudiar cómo evolucionan los cometas, los investigadores sugieren que esta hazaña de perseverancia no se limita a Arrokoth, sino a muchos objetos del Cinturón de Kuiper, que se encuentra en las regiones exteriores del sistema solar y se remonta a la formación temprana. del sistema solar hace unos 4.600 millones de años y también puede contener hielo antiguo con el que se formó.

«Hemos demostrado aquí en nuestro trabajo, utilizando un modelo matemático bastante simple, que se puede mantener este hielo primordial encerrado en lo profundo del interior de estos objetos durante mucho tiempo», dijo Sam Birch, científico planetario de la Universidad de Brown y uno de los de los científicos planetarios. Coautores del artículo. «La mayoría de nuestra comunidad pensó que estos icebergs deberían haber desaparecido hace mucho tiempo, pero ahora creemos que tal vez no sea así».

Abedul Describe el trabajo en la revista Ícaro Con el coautor Orkan Umurhan, científico investigador senior del Instituto SETI.

Hasta ahora, los científicos han tenido problemas para determinar qué sucede con el hielo de estas rocas espaciales con el tiempo. El estudio cuestiona los modelos de evolución térmica ampliamente utilizados que no tienen en cuenta la longevidad del hielo que es tan sensible a la temperatura como el monóxido de carbono. El modelo que los investigadores crearon para el estudio explica este cambio y sugiere que el hielo altamente volátil en estos objetos persiste durante mucho más tiempo de lo que se pensaba anteriormente.

«Básicamente estamos diciendo que Arrokoth es tan frío que para que se sublime más hielo, o pase directamente de sólido a gas, evitando la fase líquida en el interior, el gas en el que se sublima primero debe moverse hacia afuera a través de su porosidad», dijo Birch. El interior es como una esponja». «El truco es que para mover el gas, también hay que sublimar el hielo, así que lo que se obtiene es un efecto dominó: se vuelve más frío dentro de Arrokoth, se evapora menos hielo, se mueve menos gas, se vuelve más frío. más frío, etc. «Al final, todo se detiene literalmente y lo que queda es un objeto lleno de gas que fluye lentamente».

El trabajo sugiere que los objetos del Cinturón de Kuiper podrían actuar como «bombas de hielo» inertes, manteniendo gases volátiles en su interior durante miles de millones de años hasta que los cambios orbitales los acerquen al Sol y el calor los vuelva inestables. Esta nueva idea podría ayudar a explicar por qué estos objetos helados del cinturón de Kuiper explotan violentamente cuando se acercan por primera vez al Sol. De repente, el gas frío de su interior se comprime rápidamente y estos objetos evolucionan hasta convertirse en cometas.

«La clave es que hemos corregido un profundo error en el modelo físico que la gente ha estado asumiendo durante décadas para estos objetos tan antiguos y fríos», dijo O'Morhan, coautor del artículo de Birch. «Este estudio podría ser el impulso inicial para reevaluar la teoría de la evolución y la actividad interior de los cometas».

En general, el estudio desafía las expectativas actuales y abre nuevos horizontes para comprender la naturaleza de los cometas y sus orígenes. Birch y O'Morhan son coinvestigadores de la misión de retorno de muestras de astrobiología de exploración de cometas (CAESAR) de la NASA para recuperar al menos 80 gramos de material de la superficie del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko y devolverlo a la Tierra para su análisis.

Los resultados de este estudio pueden ayudar a guiar las estrategias de exploración y muestreo de CAESAR, ayudando a profundizar nuestra comprensión de la evolución y actividad de los cometas.

“Puede haber enormes reservas de este material primordial encerrados en pequeños cuerpos en todo el sistema solar exterior: material esperando a entrar en erupción para que podamos observarlo o permanecer en un estado profundamente congelado hasta que podamos recuperarlo y traerlo a la Tierra. ” dijo Abedul.

más información:
Samuel B. D. Birch et al., Secuestro de hielo y dióxido de carbono en 486958 Arrokoth, Ícaro (2024). doi: 10.1016/j.icarus.2024.116027

Información de la revista:
Ícaro


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