Dos equipos independientes de astrónomos han confirmado por primera vez la presencia de agua congelada en un asteroide, 24 Themis, según publican esta semana en sendos artículos de la revista Nature. El hielo aparece acompañado de compuestos orgánicos, por lo que el descubrimiento puede ayudar a entender mejor la presencia de estas sustancias precursoras de la vida en meteoritos primitivos, así como la formación de las primeras masas de agua en la Tierra.
Por primera vez los científicos han detectado agua congelada en la superficie de un asteroide, acompañada de compuestos orgánicos. El descubrimiento, del que dos equipos de investigadores planetarios informan de forma independiente en la revista Nature de esta semana, está relacionado con el origen de los océanos terrestres y puede apuntar hacia una región de procedencia de moléculas orgánicas encontradas en meteoritos primitivos.
El objeto de estudio es el asteroide 24 Themis, un cuerpo rocoso de 200 kilómetros de diámetro y uno de los más grandes del cinturón principal de asteroides (situado entre las órbitas de Marte y Júpiter). A los astrónomos les ha llamado la atención que varios miembros más pequeños de la familia dinámica de este asteroide (fragmentos desprendidos hace millones de años) han sido identificados como cometas del cinturón principal, con colas de polvo supuestamente producidas por la sublimación del hielo.
“Hay una leve escarcha que lo cubre todo”, explica Javier Licandro, investigador del IAC y de la Universidad de La Laguna que ha participado en la investigación. Esto hace a 24 Themis único entre los millones de objetos que pueblan el cinturón de asteroides. A través de observaciones en el rango infrarrojo, “hemos descubierto hielo abundante y primigenio, de miles de millones de años de antigüedad”, destaca el investigador.
Aunque ya se habían identificado minerales hidratados en la superficie de algunos asteroides, y se había sugerido que los asteroides del cinturón principal exterior son la fuente del agua en la Tierra, hasta ahora no se ha habido detectado de forma directa el agua en estos objetos.
“La verdad es que estamos sorprendidos por el hallazgo, no nos lo esperábamos. En principio, íbamos tan sólo en busca de silicatos hidratados, de rastros de agua”, reconoce Licandro. La extendida presencia de hielo en 24 Themis resulta un tanto inesperada debido a su cercanía al Sol: 3,2 unidades astronómicas, es decir, más de tres veces la distancia media entre la Tierra y nuestra estrella.
A esta distancia, “se creía que las altas temperaturas habrían provocado que todo el hielo se hubiera evaporado y escapado del asteroide”. Este descubrimiento aproxima la ubicación que hasta la fecha se asignaba a la “línea del hielo”, el límite en el cual se consideraba que era posible la existencia de hielo a nivel superficial.
El poder de los telescopios infrarrojos
Uno de los equipos, el formado por los investigadores Andrew Rivkin (de la Universidad Johns Hopkins, EEUU) y Joshua Emery (de la Universidad de Tennessee, EEUU), han realizado las detecciones mediante espectroscopia utilizando un telescopio infrarrojo del observatorio estadounidense de Mauna Kena, en Hawai: el Infrared Telescope Facility (IRTF) de la NASA.
Los dos científicos notaron una absorción característica en el espectro de luz reflejada del asteroide, lo que se puede explicarse por la presencia de una capa extremadamente fina de hielo mezclada con material carbonoso, que cubriría los minerales superficiales del asteroide.
Por su parte otro equipo, en el que ha participado el astrofísico español Javier Licandro (del Instituto de Astrofísica de Canarias y la Universidad de la Laguna) y liderado por el científico Humberto Campins (de la Universidad de Florida Central, EEUU), ha llegado a la misma conclusión. Además, al observar la apariencia constante del espectro según rota el asteroide, han deducido que el hielo y el material orgánico se distribuyen por toda su superficie.
En el mismo número de la revista Nature, en un News and Views que acompaña a los dos estudios, el experto Henry Hsieh compara el descubrimiento de agua “asteroidal” congelada con el de un “fósil viviente”, un resto del Sistema Solar primigenio que se creía desaparecido hace mucho tiempo.
Gracias a las observaciones infrarrojas se ha detectado el hielo a lo largo de toda la superficie del asteroide. “Esta característica es considerablemente diferente a la de cualquier otro asteroide, meteorito o muestras minerales de las que disponemos”, señalan los autores.
Los investigadores barajan varias hipótesis a la hora de explicar la presencia de hielo en la superficie de 24 Themis. Una de ellas es la posible existencia de hielo estable en capas inferiores, una especie de reserva subterránea que se filtraría durante la erosión provocada por pequeños impactos sobre el asteroide. Otra de las explicaciones apunta a la formación de una fina capa de escarcha como consecuencia de la rápida evaporación del hielo en su interior. Los últimos trabajos indican que 24 Themis podría conservar el hielo en su subsuelo, a poca profundidad, de la edad del Sistema Solar.
Posible origen de los océanos
Algunas teorías cosmogónicas apuntan a que el agua de la Tierra pudo haber sido suministrada por asteroides, de modo que las sales y el agua que se han hallado integradas en algunos meteoritos explicarían el origen de los océanos del planeta. Y aunque hasta la fecha la presencia de hielo en pequeños asteroides se deducía por su actividad cometaria, nunca se había encontrado agua en estos objetos.
Tampoco se habían detectado moléculas de la cadena del carbono, muy complejas y esenciales para la vida. “La posible presencia de compuestos orgánicos en este asteroide lo hace aún más interesante”, indican los autores del artículo.
24 Themis se encuentra en la parte externa del cinturón de asteroides, en la región más alejada de la Tierra. Es el “padre” de la familia Themis, un grupo de asteroides resultante de una gran colisión que tuvo lugar hace unos mil millones de años. Su considerable tamaño, con 200 kilómetros de diámetro, le convertía en un buen candidato para la observación astronómica. A diferencia de Ceres, que con mil kilómetros es el mayor objeto del cinturón de asteroides y se le presume una capa interna de agua, 24 Themis es el primero en mostrar hielo de un modo tan uniforme.
Dentro de la familia Themis, existen dos pequeños objetos con actividad cometaria cuyas colas se cree que estén formadas por polvo y la evaporación de hielo. 24 Themis, en cambio, no presenta actividad cometaria. Para el equipo de investigadores, el inusual comportamiento de estos dos miembros de la familia hizo que la observación de 24 Themis fuese prioritaria para desvelar la composición de su superficie.
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Referencias bibliográficas:
Andrew S. Rivkin y Joshua P. Emery. “Detection of ice and organics on an asteroidal surface”; Humberto Campins, Kelsey Hargrove, Noemi Pinilla-Alonso, Ellen S. Howell, Michael S. Kelley, Javier Licandro, T. Mothé-Diniz, Y. Fernández y Julie Ziffer. “Water ice and organics on the surface of the asteroid 24 Themis”. Nature 464, 29 de abril de 2010.
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