Los datos de la misión New Horizons de la NASA están proporcionando nuevas ideas sobre cómo se formaron los planetas y los planetesimales, los bloques de construcción de los planetas.

La nave espacial New Horizons sobrevoló el antiguo objeto del Cinturón de Kuiper Arrokoth (MU69 2014) el 1 de enero de 2019, proporcionando el primer acercamiento de la humanidad a uno de los restos helados de la formación del sistema solar en la vasta región más allá de la órbita de Neptuno. Utilizando datos detallados sobre la forma, la geología, el color y la composición del objeto, reunidos durante un sobrevuelo que estableció un récord que ocurrió a más de cuatro mil millones de millas de la Tierra, los investigadores aparentemente respondieron una pregunta de larga data sobre los orígenes planetesimales, y por lo tanto hicieron un gran avance para entender cómo se formaron los planetas.

El equipo informa esos hallazgos en un conjunto de tres artículos en la revista. Ciencias, y en una conferencia de prensa el 13 de febrero en la reunión anual de la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia en Seattle.

"Arrokoth es el objeto más distante, primitivo y prístino jamás explorado por la nave espacial, por lo que sabíamos que tendría una historia única que contar", dijo el investigador principal de New Horizons, Alan Stern, del Instituto de Investigación del Suroeste en Boulder, Colorado. "Nos está enseñando cómo se formaron los planetesimales, y creemos que el resultado marca un avance significativo en la comprensión de la formación planetaria y planetaria en general".

Las primeras imágenes posteriores al sobrevuelo transmitidas desde New Horizons el año pasado mostraron que Arrokoth tenía dos lóbulos conectados, una superficie lisa y una composición uniforme, lo que indica que probablemente era prístino y proporcionaría información decisiva sobre cómo se formaron los cuerpos. Estos primeros resultados fueron publicados en Science en mayo pasado.

"Este es realmente un hallazgo emocionante para lo que ya es una misión muy exitosa e histórica", dijo Lori Glaze, directora de la División de Ciencia Planetaria de la NASA. "Los continuos descubrimientos de la nave espacial New Horizons de la NASA asombran al cambiar nuestro conocimiento y comprensión de cómo se forman los cuerpos planetarios en los sistemas solares en todo el universo".

Durante los siguientes meses, trabajando con más datos de mayor resolución y sofisticadas simulaciones por computadora, el equipo de la misión reunió una imagen de cómo debe haberse formado Arrokoth. Su análisis indica que los lóbulos de este objeto "binario de contacto" alguna vez fueron cuerpos separados que se formaron juntos y a baja velocidad, se orbitaron entre sí y luego se fusionaron suavemente para crear el objeto New Horizons de 22 millas de largo observado.

Esto indica que Arrokoth se formó durante el colapso por gravedad de una nube de partículas sólidas en la nebulosa solar primordial, en lugar de la teoría competitiva de la formación planetesimal llamada acreción jerárquica. A diferencia de las colisiones a alta velocidad entre los planetesimales en la acumulación jerárquica, en el colapso de la nube de partículas, las partículas se fusionan suavemente, creciendo lentamente.

"Así como los fósiles nos dicen cómo evolucionaron las especies en la Tierra, los planetesimales nos dicen cómo se formaron los planetas en el espacio", dijo William McKinnon, co-investigador de New Horizons de la Universidad de Washington en St. Louis, y autor principal de un artículo de formación de Arrokoth en Science esta semana. "Arrokoth se ve de esa manera no porque se formó a través de colisiones violentas, sino en una danza más intrincada, en la que sus objetos componentes se orbitaban lentamente antes de unirse".

Otras dos pruebas importantes respaldan esta conclusión. El color uniforme y la composición de la superficie de Arrokoth muestra el KBO formado a partir de material cercano, como predicen los modelos locales de colapso de la nube, en lugar de una mezcla de materia de partes más separadas de la nebulosa, como podrían predecir los modelos jerárquicos.

Las formas planas de cada uno de los lóbulos de Arrokoth, así como la alineación notablemente cercana de sus polos y ecuadores, también apuntan a una fusión más ordenada de una nube colapsada. Más aún, la superficie lisa y ligeramente cráter de Arrokoth indica que su cara se ha mantenido bien conservada desde el final de la era de la formación del planeta.

"Arrokoth tiene las características físicas de un cuerpo que se unió lentamente, con materiales 'locales' en la nebulosa solar", dijo Will Grundy, jefe del equipo temático de composición de New Horizons del Observatorio Lowell en Flagstaff, Arizona, y autor principal de un segundo Papel de ciencia. "Un objeto como Arrokoth no se habría formado, ni se vería como se ve, en un entorno de acreción más caótico".

Los últimos informes de Arrokoth se expanden significativamente en el artículo de Science de mayo de 2019, dirigido por Stern. Los tres nuevos documentos se basan en 10 veces más datos que el primer informe, y juntos proporcionan una imagen mucho más completa del origen de Arrokoth.

"Toda la evidencia que hemos encontrado apunta a modelos de colapso de nubes de partículas, y descarta la acumulación jerárquica para el modo de formación de Arrokoth y, por inferencia, otros planetesimales", dijo Stern.

New Horizons continúa llevando a cabo nuevas observaciones de objetos adicionales del Cinturón de Kuiper que pasa en la distancia. New Horizons también continúa mapeando el ambiente de radiación y polvo de partículas cargadas en el Cinturón de Kuiper. Los nuevos KBO que se están observando ahora están demasiado lejos para revelar descubrimientos como los de Arrokoth, pero el equipo puede medir aspectos como las propiedades y la forma de la superficie de cada objeto. Este verano, el equipo de la misión comenzará a usar grandes telescopios terrestres para buscar nuevos KBO para estudiar de esta manera, e incluso para otro objetivo de sobrevuelo si el combustible lo permite.

La nave espacial New Horizons está ahora a 4.400 millones de millas (7.100 millones de kilómetros) de la Tierra, operando normalmente y acelerando más profundamente en el Cinturón de Kuiper a casi 31.300 millas (50.400 kilómetros) por hora.

El Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins en Laurel, Maryland, diseñó, construyó y opera la nave espacial New Horizons, y administra la misión para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA. La Oficina de Gestión Planetaria del Centro Marshall de Vuelos Espaciales proporciona la supervisión de la NASA para los Nuevos Horizontes. Southwest Research Institute, con sede en San Antonio, dirige la misión a través del investigador principal Stern y dirige el equipo científico, las operaciones de carga útil y la planificación científica de encuentros. New Horizons es parte del Programa New Frontiers administrado por el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama.

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