Descubriendo la historia oculta del asteroide gigante Vesta

Concepto artístico de una colisión masiva de "golpear y salir corriendo" que golpea al asteroide Vesta. Crédito: Makiko Haba

Una colisión masiva de "golpear y salir corriendo" impactó profundamente la historia evolutiva de Vesta, el asteroide más brillante visible desde la Tierra. Este hallazgo, realizado por un equipo de investigadores del Instituto de Tecnología de Tokio, el Instituto Nacional de Investigación Polar de Japón y ETH Zurich, Suiza, profundiza nuestra comprensión de la formación de protoplanetas hace más de 4.500 millones de años, en la temprana infancia del Sistema Solar. 

En una notable hazaña de trabajo de detective astronómico, los científicos han determinado el momento preciso de una colisión a gran escala en Vesta que ayuda a explicar la forma torcida del asteroide. Su estudio, publicado en Nature Geoscience, señala la colisión hace 4.525,4 millones de años. 

Vesta, el segundo cuerpo más grande del cinturón de asteroides, es de gran interés para los científicos que investigan el origen y la formación de los planetas. A diferencia de la mayoría de los asteroides, ha mantenido su estructura original y diferenciada, lo que significa que tiene una corteza, un manto y un núcleo metálico, muy parecido a la Tierra. 

La mayor parte de lo que sabemos sobre el asteroide hasta el momento provino de los meteoritos de howardite-eucrite-diogenite HED (meteorito), siguiendo estudios en la década de 1970 que propusieron a Vesta como el cuerpo principal de estos meteoritos. En los últimos años, la misión Dawn de la NASA , que orbitó Vesta en 2011-2012, reforzó la idea de que los meteoritos HED se originaron en Vesta y brindaron más información sobre la composición y estructura del asteroide. La cuidadosa topografía de la geología de Vesta reveló una corteza inusualmente gruesa en el polo sur del asteroide. 

El nuevo estudio proporciona un marco de confianza para comprender la línea de tiempo geológica de Vesta, incluida la colisión masiva que causó la formación de la gruesa corteza. 

La clave para descubrir esta línea de tiempo fue examinar un mineral raro llamado circón que se encuentra en los mesosideritos (meteoritos de hierro pedregoso que son similares a los meteoritos HED en términos de textura y composición). Basado en la fuerte premisa de que ambos tipos de meteoritos provienen del mismo cuerpo padre, Vesta, el equipo se enfocó en fechar circonitas de mesosideritas con una precisión sin precedentes. 

Makiko Haba, del Instituto de Tecnología de Tokio (Tokyo Tech), especialista en estudios geoquímicos y cronológicos de meteoritos, y Akira Yamaguchi, del Instituto Nacional de Investigación Polar de Japón (NIPR, por sus siglas en inglés) participaron en la preparación de la muestra, un gran desafío, explica Haba. Se han reportado menos de diez granos de circón en las últimas décadas. "Desarrollamos cómo encontrar circón en mesosideritas y, finalmente, preparamos suficientes granos para este estudio", dice ella. 

Uniendo fuerzas con los coautores de ETH Zurich que desarrollaron una técnica para medir la edad de las muestras utilizando la datación con uranio y plomo, el equipo combinó su experiencia para proponer un nuevo modelo evolutivo para Vesta. "Este trabajo no se podría lograr sin la colaboración entre Tokyo Tech, NIPR y ETH Zurich", señala Haba. 

El equipo destaca dos puntos temporales importantes: la formación inicial de la corteza hace 4.558,5 ± 2,1 millones de años y la mezcla de silicato metálico por la colisión de golpe y carrera en 4,525.39 ± 0,85 millones de años. Esta colisión, que impactó el hemisferio norte de Vesta como se muestra en la Figura 1, probablemente causó la gruesa corteza observada por la misión Dawn, y apoya la opinión de que Vesta es el cuerpo principal de mesosideritas y meteoritos HED. 

Figura 1. Representation of the hit-and-run asteroid collisionEl modelo propuesto describe una colisión entre Vesta, como el cuerpo principal de mesosideritos y meteoritos HED, y un planetesimal más pequeño con una relación de masa de 0.1. El impacto causó una gran mella en el hemisferio norte de Vesta, seguido de la acumulación de escombros en el hemisferio sur, lo que explica la gruesa corteza observada por la misión Dawn de la NASA. Crédito: Makiko Haba

Al basarse en este estudio, Haba dice que planea examinar "condiciones más precisas, como la temperatura y la velocidad de enfriamiento durante y después de la colisión a gran escala en Vesta según las mediciones de mesosiderita y meteoritos HED". 

"Me gustaría hacer un dibujo que muestre toda la historia de Vesta desde la cuna hasta la tumba", dice. "Combinar dicha información con un estudio de simulación de impacto contribuiría a una comprensión más completa de las colisiones a gran escala en los protoplanetas". 

El método de datación podría aplicarse a otros meteoritos en el futuro. Haba agrega: "Esto es muy importante para comprender cuándo y cómo se formaron y crecieron los protoplanetas para convertirse en planetas como la Tierra. También me gustaría aplicar nuestro método de datación a muestras de futuras misiones de naves espaciales". 

Fuente: Instituto de Tecnología De Tokio,