El asteroide Bennu, objetivo de la misión de retorno de muestras OSIRIS-REx de la NASA liderada por la Universidad de Arizona, es una mezcla de materiales de diversas partes del sistema solar e incluso más allá. Durante los últimos miles de millones de años, su composición única y diversa ha sido alterada por la interacción con agua y el duro entorno espacial.

Estos detalles provienen de tres nuevos artículos publicados, basados en el análisis de las muestras de Bennu que la sonda OSIRIS-REx trajo a la Tierra en 2023. La campaña de análisis de muestras de OSIRIS-REx está coordinada por el Laboratorio Lunar y Planetario (LPL) de la Universidad de Alberta, con la participación de científicos de todo el mundo. Los investigadores del LPL participaron en los tres estudios y lideraron dos de ellos.

"Este es un trabajo que los telescopios no pueden hacer", dijo Jessica Barnes, profesora asociada en el Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Alberta y coautora principal de una de las publicaciones.

"Es realmente emocionante finalmente poder decir cosas sobre este asteroide con el que hemos soñado durante tanto tiempo, y finalmente traer muestras de él".

Bennu está compuesto por fragmentos de un asteroide "padre" más grande que se desintegró tras una colisión con otro asteroide, probablemente ubicado en el cinturón de asteroides entre las órbitas de Marte y Júpiter.

Este asteroide padre estaba formado por materiales de diferentes orígenes —cerca del Sol, lejos del Sol y de otras estrellas— que se acumularon hace más de 4 mil millones de años durante la formación del sistema solar.

Estos hallazgos son el tema de un artículo publicado en la revista Nature Astronomy, codirigido por Barnes y Ann Nguyen junto con la División de Investigación de Materiales Astrominerales y Ciencias de la Exploración del Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston.

Barnes dijo: "El asteroide padre de Bennu probablemente se formó en la parte exterior del sistema solar, posiblemente más allá de los planetas gigantes Júpiter y Saturno".

"Creemos que este cuerpo padre fue golpeado y destrozado por un asteroide entrante. Luego, los fragmentos se volvieron a ensamblar, y es probable que este proceso se repitiera varias veces".

Al analizar las muestras traídas por la sonda OSIRIS-REx, Barnes y sus colegas obtuvieron la instantánea más completa hasta la fecha de la historia de Bennu. Barnes señaló que uno de los descubrimientos fue la detección de una cantidad significativa de polvo de estrellas, material que existía incluso antes de la formación del sistema solar.

El descubrimiento de estos materiales más antiguos se debe en parte al espectrómetro de masas de iones secundarios a nanoescala (NanoSIMS) del Laboratorio de Análisis de Materiales Astrominerales Kuiper-Arizona de la Universidad de Arizona. Este instrumento puede revelar los isótopos (variantes de elementos químicos) de las muestras a escala nanométrica. Estos diminutos granos de polvo de estrellas pueden identificarse por su composición isotópica inusual en comparación con el material formado dentro del sistema solar.

Barnes dijo: "Estos son fragmentos de polvo de estrellas de otras estrellas que murieron hace mucho tiempo, fragmentos que se incorporaron a la nube de gas y polvo a partir de la cual se formó nuestro sistema solar".

"Además, encontramos materia orgánica altamente anómala en isótopos, que pudo formarse en el espacio interestelar, y también encontramos sólidos formados más cerca del Sol. Esta es la primera vez que demostramos que todos estos materiales están presentes en Bennu".

Las similitudes químicas e isotópicas entre las muestras del asteroide Bennu y de un asteroide similar, Ryugu (muestreado por la misión japonesa Hayabusa2 en 2019), y los meteoritos químicamente más primitivos encontrados en la Tierra, sugieren que sus asteroides padres probablemente se formaron en una región común del sistema solar temprano.

Sin embargo, las diferencias observadas por los investigadores en las muestras de Bennu podrían indicar que el material de partida en esa región cambió con el tiempo, o no se mezcló de manera uniforme como algunos científicos creían.

El análisis indica que parte del material del asteroide padre sobrevivió a diversos procesos químicos que involucraron calor y agua, e incluso a la colisión energética que condujo a la formación de Bennu.

Sin embargo, como se informa en un segundo artículo publicado en la revista Nature Geoscience, la mayor parte del material se transformó a través de procesos hidrotermales. De hecho, el estudio encontró que es probable que los minerales en el asteroide padre se formaran, disolvieran y reformaran con el tiempo debido a la interacción con el agua.

"Creemos que el asteroide padre de Bennu incorporó una gran cantidad de material helado del sistema solar exterior, que se derritió con el tiempo", dijo Tom Zega, director del Laboratorio Kuiper-Arizona, quien codirigió el estudio con Tim McCoy, curador de meteoritos del Smithsonian.

El equipo encontró evidencia de que los minerales de silicato reaccionaron con el agua líquida resultante a temperaturas relativamente bajas, alrededor de 25 grados Celsius o temperatura ambiente.

Este calor pudo ser remanente de la formación inicial del asteroide padre de Bennu durante la acreción, o generado por impactos posteriores, posiblemente relacionados con la desintegración de elementos radiactivos en las profundidades del asteroide. Zega sugiere que este calor atrapado pudo haber derretido el hielo dentro del asteroide.

"Ahora el líquido está en contacto con los sólidos y se calienta —estas son las condiciones necesarias para todas las reacciones químicas", dijo. "El agua reaccionó con los minerales, formando lo que vemos hoy: el 80% de los minerales contienen agua en su interior, muestras que se formaron hace miles de millones de años cuando el sistema solar aún se estaba formando".

La transformación del material de Bennu no terminó ahí. Un tercer artículo, también publicado en Nature Geoscience, informa sobre la presencia de pequeños cráteres de impacto y diminutas salpicaduras de roca fundida en la superficie de las partículas de Bennu —signos de que el asteroide fue golpeado por micrometeoritos.

Estos impactos, junto con la influencia del viento solar, se conocen como "meteorización espacial" y ocurren porque Bennu carece de una atmósfera protectora. Según este estudio, dirigido por Lindsay Keller del Centro Espacial Johnson de la NASA y Michelle Thompson de la Universidad de Purdue, este proceso de meteorización ocurre mucho más rápido de lo que se creía tradicionalmente.

Como remanentes de la formación planetaria hace 4,5 mil millones de años, los asteroides registran la historia del sistema solar. Pero Zega señala que muchos de estos remanentes pueden diferir de lo que revelan los meteoritos encontrados en la Tierra, ya que diferentes tipos de meteoroides (fragmentos de asteroides) pueden quemarse completamente en la atmósfera y nunca llegar al suelo.

"Aquellos meteoritos que caen al suelo pueden interactuar con la atmósfera terrestre, especialmente si no se recuperan rápidamente después de la caída", agregó. "Es por eso que misiones de retorno de muestras como OSIRIS-REx son cruciales".