El observatorio en Chile toma medidas de alta resolución de las temperaturas de la superficie de los asteroides obtenidas de la Tierra

Un examen detallado de las emisiones de longitud de onda milimétrica del asteroide Psyche, que la NASA tiene la intención de visitar en 2026, ha producido el primer mapa de la temperatura corporal, que proporciona una nueva perspectiva de sus propiedades superficiales. Los resultados, que se describen en un artículo publicado en Revista de ciencia planetaria (PSJ) El 5 de agosto, un paso para resolver el misterio del origen de este inusual objeto, que algunos creen que forma parte del núcleo de un ominoso protoplaneta.

Psyche orbita al Sol en el cinturón de asteroides, una región del espacio en forma de rosquilla entre la Tierra y Júpiter que contiene más de un millón de objetos rocosos con un diámetro de entre 10 metros y 946 kilómetros.

Con más de 200 kilómetros de diámetro, Psyche es el más grande de los asteroides de tipo M, una misteriosa clase de asteroides que se cree que son ricos en minerales y, por lo tanto, es probable que sean fragmentos de núcleos protoplanetarios que se rompieron en nombre de la formación de el sistema solar.

Catherine de Clare de Caltech, profesora asociada de ciencia planetaria y astronomía y autora principal de PSJcondición. «Creemos que los fragmentos de los núcleos, mantos y costras de estos cuerpos todavía están hoy en forma de asteroides. Si esto es cierto, nos da nuestra única oportunidad real de estudiar directamente los núcleos de cuerpos similares a planetas».

Estudiar objetos tan relativamente pequeños muy lejos de la Tierra (Psyche se desplaza a una distancia de entre 179,5 y 329 millones de kilómetros de la Tierra) plantea un gran desafío para los científicos planetarios, razón por la cual la NASA Planea enviar una sonda a Psyche para un examen más detenido.. Las observaciones térmicas de la Tierra, que miden la luz emitida por el objeto en sí en lugar de la luz reflejada por el Sol por ese objeto, generalmente se encuentran en longitudes de onda infrarrojas y pueden producir imágenes de asteroides de solo 1 píxel. Sin embargo, este píxel revela mucha información; Por ejemplo, podría usarse para estudiar la inercia térmica de un asteroide, o qué tan rápido se calienta a la luz del sol y se enfría en la oscuridad.

Saverio Campione de Caltech, científico postdoctoral en ciencias planetarias y coautor de PSJ condición. «Sin embargo, es difícil distinguir un tipo de paisaje de otro». Los datos de ver cada ubicación en la superficie de la Tierra en varios momentos del día brindan más detalles, lo que resulta en una interpretación menos ambigua, lo que proporciona una predicción más confiable del tipo de paisaje antes de la llegada de la nave espacial.

De Kleer y Cambioni, con el coautor Michael Shepard de la Universidad de Bloomsburg en Pensilvania, aprovecharon el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) de Chile, que entró en pleno funcionamiento en 2013, para obtener dichos datos. El conjunto de 66 radiotelescopios permitió al equipo mapear las emisiones térmicas de toda la superficie de Psyche a una resolución de 30 km (cada píxel mide 30 km por 30 km) y crear una imagen del asteroide que consta de unos 50 píxeles.

Esto fue posible porque ALMA observó Psyche en longitudes de onda milimétricas, que son más largas (que van de 1 a 10 mm) que las longitudes de onda infrarrojas (generalmente entre 5 y 30 micrones). El uso de longitudes de onda más largas permitió a los investigadores combinar los datos recopilados de 66 telescopios para crear un telescopio efectivo mucho más grande. Cuanto más grande es el telescopio, más precisas son las imágenes que produce.

El estudio confirmó que la inercia térmica de Psyche es alta en comparación con un asteroide típico, lo que indica que Psyche tiene una superficie inusualmente densa o conductora. Cuando de Clare, Campioni y Shepherd analizaron los datos, también encontraron que la emisión térmica de Psyche, la cantidad de calor que irradia, es solo el 60 por ciento de lo que se esperaría de una superficie típica con esa inercia térmica. Debido a que la emisión superficial se ve afectada por la presencia de metal en la superficie, sus hallazgos sugieren que la superficie de Psyche es al menos un 30 por ciento metálica. El análisis de la polarización de las emisiones ayudó a los investigadores a determinar aproximadamente la forma que toma este mineral. Superficie lisa y dura que emite luz polarizada bien regulada; Sin embargo, la luz emitida por Psyche se dispersó, lo que indica que las rocas de la superficie están sembradas de granos minerales.

«Sabemos desde hace muchos años que los objetos de esta categoría no son en realidad un metal sólido, pero qué son y cómo se formaron sigue siendo un misterio», dice de Claire. Los hallazgos refuerzan propuestas alternativas para la composición de la superficie de Psyche, incluido que Psyche podría ser un asteroide primitivo que está mucho más cerca del Sol de lo que está hoy en lugar del núcleo de un protoplaneta fragmentado.

Las técnicas descritas en este estudio proporcionan una nueva perspectiva sobre las composiciones de la superficie de los asteroides. El equipo ahora lo está ampliando para aplicar estas técnicas a otros objetos grandes en el cinturón de asteroides.

El estudio fue posible gracias a un proyecto relacionado del equipo dirigido por Michael Shepherd en la Universidad de Bloomsburg que utilizó los datos de Clare junto con los datos de otros telescopios, incluido el Observatorio de Arecibo en Puerto Rico, para determinar el tamaño, la forma y la orientación de Psyche. Esto, a su vez, permitió a los investigadores identificar los píxeles capturados que realmente representan la superficie del asteroide. El equipo de Shepard debía monitorear Psyche nuevamente a fines de 2020, pero los daños causados ​​por fallas en los cables apagaron el telescopio antes de que se pudieran realizar las observaciones.

El título del artículo es «Psicología superficial (16) de la emisión de calor y el mapeo de polarización».