El objeto transneptuniano Arrokoth, también conocido como Ultima Thule, que la sonda espacial New Horizons de la NASA pasó el día de Año Nuevo de 2019, puede haber cambiado su forma significativamente en los primeros 100 millones de años desde su formación. En la edición de hoy de la revista Astronomía de la naturaleza , investigadores dirigidos por la Academia de Ciencias de China y el Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar MPS sugieren que la forma actual de Arrokoth, que se asemeja a un muñeco de nieve aplanado, podría tener un origen evolutivo debido a la desgasificación volátil. Sus cálculos ayudanpara comprender qué nos puede enseñar el estado actual de los cuerpos desde el borde del Sistema Solar acerca de sus propiedades originales.
Los muchos millones de cuerpos que pueblan el Cinturón de Kuiper más allá de la órbita de Neptuno aún no han revelado muchos de sus secretos. La nave espacial New Horizons de la NASA envió las primeras imágenes desde el borde más externo del sistema solar a la Tierra: en el verano de 2015 del planeta enanoPlutón y tres años y medio después del objeto transneptuniano Arrokoth, de unos 30 kilómetros de tamaño. Aún sin nombre oficial, el cuerpo fue apodado Ultima Thule en ese momento, en referencia al punto terrestre más al norte de la Tierra. Después de todo,el objeto transneptuniano es el cuerpo más alejado del Sol que jamás ha sido visitado y fotografiado por una sonda hecha por humanos.
Especialmente la extraña forma de Arrokoth causó sensación en los días posteriores al sobrevuelo. El cuerpo es un binario de contacto, que se cree que es el resultado de la fusión a baja velocidad de dos cuerpos separados que se formaron muy juntos. Está compuesto por dos lóbulos conectados, de los cuales el más pequeño está ligeramente aplanado, el más grande fuertemente, creando la impresión de un muñeco de nieve aplastado. En su publicación actual, los investigadores de China, Alemania y los EE. UU. investigan cómo llegó a ser esta forma. Un pronunciado biTambién se conoce la forma lobulada de algunos cometas. Sin embargo, no hay otro cuerpo conocido que sea tan plano como Arrokoth. ¿Arrokoth ya se veía así cuando fue creado? ¿O su forma se desarrolló gradualmente?
"Nos gusta pensar en el Cinturón de Kuiper como una región donde el tiempo se ha detenido más o menos desde el nacimiento del Sistema Solar", explica el Dr. Ladislav Rezac de MPS, uno de los dos primeros autores de la publicación actual.A más de cuatro mil millones de kilómetros del Sol, los cuerpos del Cinturón de Kuiper se han mantenido congelados y sin cambios, por lo que es la creencia común. Las imágenes de Arrokoth de New Horizon desafían esta idea por su superficie aparentemente lisa sin signos de eventos frecuentes de cráteres y por suforma peculiar y aplanada. Los científicos asumen que el Sistema Solar se formó hace 4.600 millones de años a partir de un disco de polvo: las partículas de esta nebulosa se aglomeraron en grupos cada vez más grandes; estos grupos colisionaron y se fusionaron en cuerpos aún más grandes.explicación de cómo un cuerpo tan plano como Arrokoth podría emerger de este proceso ", dice Rezac.
Otra posibilidad sería que Arrokoth tuviera una forma más ordinaria para empezar. Puede haber comenzado como una fusión entre un cuerpo esférico y uno achatado en el momento de su creación y solo gradualmente se aplanó. Estudios anteriores sugieren que durante la formacióndel Sistema Solar, la región donde se encuentra Arrrokoth podría haber sido un entorno distinto en el plano medio frío y sombreado por el polvo de la nebulosa exterior. Las bajas temperaturas permitieron que los volátiles como el monóxido de carbono y el metano se congelaran en granos de polvo y formaranplanetesimales. Cuando el polvo nebular se disipó después de la formación de Arrokoth, la iluminación solar habría elevado su temperatura y, por lo tanto, habría eliminado rápidamente los volátiles condensados. La forma extraña de Arrokoth sería un resultado natural debido a una combinación favorable de su gran oblicuidad, pequeña excentricidad y masa-variación de la tasa de pérdida con el flujo solar, lo que resulta en una erosión casi simétrica entre los hemisferios norte y sur.
"Para que un cuerpo cambie su forma tan extremadamente como Arrokoth, su eje de rotación debe estar orientado de una manera especial", explica Rezac. A diferencia del eje de rotación de la Tierra, el de Arrokoth es casi paralelo al plano orbital. Durante su órbita de 298 añosalrededor del Sol, una región polar de Arrokoth mira al Sol continuamente durante casi la mitad del tiempo mientras que la otra mira hacia afuera. Las regiones en el ecuador y latitudes más bajas están dominadas por variaciones diurnas durante todo el año. "Esto hace que los polos se calienten más, por lo queque los gases congelados escapan de allí de manera más eficiente, lo que resulta en una fuerte pérdida de masa ", dice el Dr. Yuhui Zhao del Observatorio de la Montaña Púrpura de la Academia de Ciencias de China. El proceso de aplanamiento probablemente ocurrió temprano en la historia de la evolución del cuerpo y procediórápidamente en una escala de tiempo de alrededor de uno a 100 millones de años durante la presencia de hielos súper volátiles en las capas subsuperficiales cercanas. Además, los científicos demostraron de manera consistente que elLos pares de torsión jugarían un papel insignificante en el cambio de estado de giro del planetesimal durante la fase de pérdida de masa.
"La cantidad de cuerpos de tales 'muñecos de nieve aplanados' que hay en el cinturón de Kuiper depende principalmente de la probabilidad de que un cuerpo tenga una inclinación del eje de giro similar a la de Arrokoth y de la cantidad de hielos supervolátiles presentes cerca de su subsuelo", RezacHay razones para creer que incluso objetos como Arrokoth tenían cantidades considerables de supervolátiles que se han escapado durante su evolución temprana. Por ejemplo, Plutón, debido a su tamaño y gravedad más fuerte, retiene monóxido de carbono, nitrógeno y gases de metano incluso hoy.En el caso de cuerpos más pequeños, estos volátiles habrían escapado al espacio durante mucho tiempo.
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Materiales proporcionado por Instituto Max Planck de Investigación del Sistema Solar . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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