El material extraterrestre se refiere a los objetos naturales ahora en la Tierra que se originaron en el espacio exterior. Dichos materiales incluyen polvo cósmico y meteoritos , así como muestras traídas a la Tierra por misiones de retorno de muestras de la Luna , asteroides y cometas , así como partículas de viento solar .
Los materiales extraterrestres son valiosos para la ciencia ya que conservan la composición primitiva del gas y el polvo a partir de los cuales se formaron el Sol y el Sistema Solar .
Categorias
El material extraterrestre para estudiar en la tierra se puede clasificar en unas pocas categorías amplias, a saber:
- Meteoritos demasiado grandes para vaporizarse en la entrada atmosférica, pero lo suficientemente pequeños como para dejar fragmentos en el suelo, entre los que se incluyen probablemente especímenes de los cinturones de asteroides y Kuiper, así como de la Luna y Marte.
- Rocas lunares traídas a la Tierra por misiones lunares robóticas y tripuladas.
- Polvo cósmico acumulado en la Tierra, en la estratosfera de la Tierra y en la órbita terrestre baja que probablemente incluya partículas de la nube de polvo interplanetaria actual, así como de cometas.
- Especímenes recolectados por misiones de retorno de muestras de cometas , asteroides , viento solar , que incluyen "partículas de polvo de estrellas" del medio interestelar actual.
- Granos presolares (extraídos de meteoritos y partículas de polvo interplanetario) que son anteriores a la formación del Sistema Solar . Estas son las muestras más prístinas y valiosas.
Recogido en la Tierra
Ejemplos de material extraterrestre recolectado en la Tierra incluyen polvo cósmico y meteoritos . Algunos de los meteoritos encontrados en la Tierra tuvieron su origen en otro objeto del Sistema Solar como la Luna , [1] meteoritos marcianos , [2] [3] y el meteorito HED de Vesta . [4] [5] Otro ejemplo es la misión japonesa Tanpopo que recogió polvo de la órbita terrestre baja. [6] En 2019, los investigadores encontraron polvo interestelar en la Antártida que relacionan con la nube interestelar local . La detección de polvo interestelar en la Antártida se realizó mediante la medición de los radionúclidos Fe-60 y Mn-53 mediante espectrometría de masas con Acelerador de alta sensibilidad , donde el Fe-60 es la firma clara de un origen de supernova reciente. [7]
Misiones de devolución de muestras
Hasta la fecha, se han recolectado muestras de roca lunar mediante misiones robóticas y tripuladas. El cometa Wild 2 ( misión Génesis ) y el asteroide Itokawa ( misión Hayabusa ) han sido visitados por naves espaciales robóticas que devolvieron muestras a la Tierra, y la misión robótica Génesis también devolvió muestras del viento solar . [8] [9]
Las misiones de retorno de muestras actuales son OSIRIS-REx al asteroide Bennu , [10] [11] y Hayabusa2 al asteroide Ryugu . [12] Se planean varias misiones de retorno de muestra para la Luna, Marte y las lunas de Marte (ver: Misión de retorno de muestra # Lista de misiones ).
El material obtenido de las misiones de devolución de muestras se considera prístino y no contaminado, y su curación y estudio debe realizarse en instalaciones especializadas donde las muestras estén protegidas de la contaminación terrestre y del contacto con la atmósfera. [13] [14] [15] [16] Estas instalaciones están especialmente diseñadas para preservar la integridad de la muestra y proteger la Tierra de una posible contaminación biológica. Los cuerpos restringidos incluyen planetas o lunas que se sospecha que tienen ambientes habitables pasados o presentes para la vida microscópica y, por lo tanto, deben tratarse como extremadamente peligrosos para la vida biológica . [17] [18]
Lineas de estudio
Las muestras analizadas en la Tierra se pueden comparar con los hallazgos de la teledetección, para obtener más información sobre los procesos que formaron el Sistema Solar .
Abundancias elementales e isotópicas
Las abundancias elementales actuales se superponen a un conjunto de abundancias elementales promedio galáctico (en evolución) que fue heredado por el Sistema Solar , junto con algunos átomos de fuentes locales de nucleosíntesis , en el momento de la formación del Sol. [19] [20] [21] El conocimiento de estas abundancias elementales promedio del sistema planetario está sirviendo como una herramienta para rastrear los procesos químicos y físicos involucrados en la formación de planetas y la evolución de sus superficies. [20]
Las abundancias isotópicas proporcionan pistas importantes sobre el origen, la transformación y la edad geológica del material que se analiza. [22]
Los materiales extraterrestres también contienen información sobre una amplia gama de procesos nucleares. Estos incluyen, por ejemplo: (i) la desintegración de radionucleidos ahora extintos a partir de subproductos de supernovas introducidos en los materiales del Sistema Solar poco antes del colapso de nuestra nebulosa solar , [23] y (ii) los productos de la nucleosíntesis estelar y explosiva encontrados en forma en granos presolares . [24] Estos últimos están proporcionando a los astrónomos información sobre entornos exóticos de la primera galaxia, la Vía Láctea .
Los gases nobles son particularmente útiles porque evitan las reacciones químicas, en segundo lugar porque muchos de ellos tienen más de un isótopo sobre el cual llevar la firma de los procesos nucleares, y porque son relativamente fáciles de extraer de materiales sólidos por simple calentamiento. Como resultado, juegan un papel fundamental en el estudio de materiales extraterrestres. [25]
Efectos de espalación nuclear
Las partículas sujetas a bombardeo por partículas suficientemente energéticas, como las que se encuentran en los rayos cósmicos , también experimentan la transmutación de átomos de un tipo en otro. Estos efectos de espalación pueden alterar la composición isotópica de oligoelementos de las muestras de manera que permitan a los investigadores deducir la naturaleza de su exposición en el espacio. [ cita requerida ]
Estas técnicas se han utilizado, por ejemplo, para buscar (y determinar la fecha de) eventos en la historia anterior a la Tierra del cuerpo padre de un meteorito (como una colisión importante) que alteraron drásticamente la exposición espacial del material en ese meteorito. Por ejemplo, el meteorito Murchison aterrizó en Australia en 1967, pero su cuerpo padre aparentemente sufrió un evento de colisión hace unos 800.000 años [26] que lo rompió en pedazos del tamaño de un metro.
Astrobiología
La astrobiología es un campo científico interdisciplinario que se ocupa de los orígenes , la evolución temprana , la distribución y el futuro de la vida en el universo . Implica investigaciones sobre la presencia de compuestos orgánicos en cometas, asteroides, Marte o las lunas de los gigantes gaseosos . Actualmente se están trabajando varias misiones de retorno de muestras a asteroides y cometas con un interés clave en la astrobiología. Más muestras de asteroides, cometas y lunas podrían ayudar a determinar si la vida se formó en otros cuerpos astronómicos y si podría haber sido llevada a la Tierra por meteoritos o cometas, un proceso denominado panspermia . [27] [28] [29]
Se cree que los abundantes compuestos orgánicos en los meteoritos primitivos y las partículas de polvo interplanetario se originan en gran parte en el medio interestelar . Sin embargo, este material puede haber sido modificado en el disco protoplanetario y ha sido modificado en diferentes grados en los cuerpos parentales de los asteroides. [30]
El polvo cósmico contiene compuestos orgánicos complejos (sólidos orgánicos amorfos con una estructura mixta aromático - alifática ) que pueden ser creados naturalmente por las estrellas y la radiación. [31] [32] [33] Se cree que estos compuestos, en presencia de agua y otros factores habitables , han producido y ensamblado espontáneamente los componentes básicos de la vida. [34] [35]
Origen del agua en la Tierra
El origen del agua en la Tierra es objeto de un importante cuerpo de investigación en los campos de la ciencia planetaria , la astronomía y la astrobiología . Las proporciones isotópicas proporcionan una "huella química" única que se utiliza para comparar el agua de la Tierra con los depósitos de otras partes del Sistema Solar. Una de esas proporciones isotópicas, la de deuterio a hidrógeno (D / H), es particularmente útil en la búsqueda del origen del agua en la Tierra. Sin embargo, cuándo y cómo se entregó esa agua a la Tierra es tema de investigación en curso. [36] [37]
Ver también
- Cosmoquímica
- Curación de muestras extraterrestres
- Glosario de meteoritos
- Nube de polvo interplanetaria
- Lista de meteoritos marcianos
- Misión de retorno de muestras a Marte
Referencias
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enlaces externos
- Planetary Science Research Discoveries Revista educativa con artículos sobre materiales extraterrestres.