Bennu, un asteroide cercano a la Tierra, ha sido estudiado durante años utilizando potentes telescopios. Desde la distancia, parecía relativamente simple. Los investigadores esperaban una mezcla de rocas y áreas más lisas, quizás incluso parches de arena suelta. Esa expectativa no duró mucho.
Cuando la nave espacial OSIRIS-REx de la NASA llegó a Bennu en 2018, la superficie reveló una historia muy diferente.
En lugar de un terreno liso y fácil de muestrear, el asteroide parecía áspero y caótico. Enormes rocas cubrían casi cada centímetro. No era lo que nadie había planeado.
Cuando las expectativas se derrumban
La discrepancia no fue solo visual. Observaciones anteriores mostraban que la superficie de Bennu se calentaba y enfriaba rápidamente, como la arena en una playa.
Los científicos llaman a esto inercia térmica. Una baja inercia térmica generalmente significa que la superficie está hecha de material suelto y fino.
Pero la nave espacial vio algo completamente diferente. Rocas masivas dominaban la superficie, y estas deberían comportarse de manera distinta. Las rocas grandes y densas tienden a retener el calor por más tiempo, más como el concreto después del atardecer. Los dos conjuntos de datos no coincidían.
“Cuando OSIRIS-REx llegó a Bennu en 2018, nos sorprendió lo que vimos”, dijo Andrew Ryan, científico del Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Arizona, quien lideró el grupo de trabajo de análisis físico y térmico de muestras de la misión.
“Esperábamos algunas rocas, pero anticipábamos al menos algunas regiones grandes con regolito más suave y fino que sería fácil de recolectar. En cambio, parecía que todo eran rocas, y nos estuvimos rascando la cabeza por un tiempo”.
Pistas ocultas dentro de las rocas
La respuesta comenzó a tomar forma solo después de que la misión regresó muestras a la Tierra. Los científicos finalmente pudieron estudiar piezas reales de Bennu en el laboratorio en lugar de depender únicamente de mediciones remotas.
Al principio, la idea parecía simple. Tal vez las rocas eran más porosas de lo esperado, llenas de pequeños agujeros que permitían que el calor escapara más rápido. Eso ayudaría a explicar las extrañas lecturas.
Una inspección más cercana reveló que muchas de las rocas estaban llenas de grietas. No solo unas pocas fracturas superficiales, sino redes que corrían a través de ellas.
“Ahí fue cuando las cosas se pusieron realmente interesantes”, dijo Ryan. “La inercia térmica medida en las muestras de laboratorio resultó ser mucho mayor de lo que habían registrado los instrumentos de la nave espacial, lo que coincide con hallazgos similares obtenidos por el equipo de la misión asociada de OSIRIS-REx, Hayabusa-2 de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA)”.
Probando el calor, un pulso láser a la vez
Para averiguar cómo se mueve el calor a través de estas rocas agrietadas, los investigadores utilizaron una técnica llamada termografía de bloqueo. Un láser calienta un pequeño punto en una muestra, y los instrumentos rastrean cómo se propaga ese calor.
Los resultados agregaron otra capa al rompecabezas. Las muestras pequeñas se comportaron de manera diferente a lo que la nave espacial había observado en el asteroide en sí.
Eso significó que los científicos necesitaban una forma de conectar las mediciones a escala de laboratorio con las rocas del tamaño real. Recurrieron a imágenes avanzadas.
Un vistazo más cercano a las muestras
En el Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston, los científicos manipularon las muestras con extremo cuidado. Incluso la exposición al aire de la Tierra podría cambiarlas. Cada pieza fue sellada en un ambiente controlado antes de ser escaneada.
Nicole Lunning es la curadora principal de muestras de OSIRIS-REx dentro de la división de Investigación y Exploración de Astromateriales en el Centro Espacial Johnson de la NASA.
“La muestra entra en su propio ‘traje espacial’, se somete a una tomografía computarizada y luego regresa a su ambiente prístino, todo sin ninguna exposición al ambiente terrestre”, dijo Lunning.
“Podemos visualizar a través de estos recipientes herméticos para visualizar la forma y la estructura interna de la roca que hay dentro”.
Scott Eckley, científico de rayos X y coautor del estudio, explicó cómo los escaneos revelaron las grietas internas en todo detalle.
“La tomografía computarizada de rayos X nos permite observar el interior de un objeto en tres dimensiones, sin dañarlo”, dijo Eckley.
Ampliando la respuesta
Una vez que los investigadores comprendieron la estructura interna, utilizaron modelos informáticos para simular cómo se movería el calor a través de rocas más grandes. Este paso fue clave. Una muestra pequeña se comporta de manera diferente a un peñasco de varios metros de diámetro.
Cuando ampliaron sus modelos, todo finalmente encajó. Los interiores agrietados permitieron que el calor escapara más rápido de lo esperado, incluso en rocas grandes.
Eso explicó por qué la superficie de Bennu actuaba más como material suelto, a pesar de estar cubierta de rocas.
“Resulta que también están muy agrietadas, y esa era la pieza que faltaba del rompecabezas”, dijo Ryan.
Por qué esto importa más allá de Bennu
Este descubrimiento hace más que explicar un asteroide. Cambia la forma en que los científicos interpretan los datos del espacio.
Durante años, las mediciones térmicas han ayudado a los investigadores a adivinar cómo son las superficies de los asteroides. Ahora saben que esas lecturas pueden verse influenciadas por grietas ocultas, no solo por la textura de la superficie.
Ron Ballouz, científico del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins en Laurel, Maryland, dijo que este trabajo transforma la forma en que los científicos interpretan la estructura de un asteroide basándose en sus propiedades térmicas observadas desde la Tierra.
“Finalmente podemos fundamentar nuestra comprensión de las observaciones telescópicas de las propiedades térmicas de un asteroide analizando estas muestras del mismo asteroide”, dijo Ballouz.
El estudio completo fue publicado en la revista Nature Communications.
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