Por qué estamos a punto de explorar un asteroide rico en metales por primera vez

Escondido dentro del cinturón de asteroides existe un mundo impregnado de metal, donde la superficie puede estar cubierta de acantilados y cráteres de aleaciones de hierro. Vislumbrado solo como una mota brillante en las imágenes del telescopio, nadie sabe exactamente cómo se ve el asteroide metálico, llamado Psyche. Podría ser simplemente un trozo de roca y metal, pero también podría estar decorado con una variedad de aspectos de otro mundo, desde flujos congelados de lava amarilla enfermiza hasta zarcillos verticales de hierro solidificado, como agujas ondulantes empujadas hacia el cielo.

Los científicos esperan que Psyche sea "algo realmente extraño", dice Henry Stone,  del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, director de una nueva misión para explorar el asteroide.

Esa misión, también llamada Psyche, que se lanzó desde el Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida (Estados Unidos) el 13 de octubre, después de que el mal tiempo obligara a cancelar la primera ventana de lanzamiento del día 12, fue propulsada fuera de la Tierra por un cohete Falcon Heavy de SpaceX, para alivio y gozo del equipo de la misión.

"Coges tu preciado cargamento y lo pones encima de una bomba", explica Jim Bell, investigador principal adjunto de Psyche y científico planetario de la Universidad Estatal de Arizona; "cuando ese cohete se levanta de la plataforma, quieres cantar, quieres bailar y quieres vomitar al mismo tiempo".

La nave espacial ha empezado un viaje hercúleo a través del sistema solar hasta que, en 2029, alcance al enigmático asteroide metálico.

"No sabemos cómo va a ser esto", dice Paul Byrne, científico planetario de la Universidad de Washington en Estados Unidos. "¿Quién sabe lo que vamos a ver cuando lleguemos allí?"

La misión, dirigida por la Universidad Estatal de Arizona (Estaos Unidos) y el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, marcará la primera vez que la humanidad explore un asteroide rico en metales, un esfuerzo para ayudar a los científicos a comprender mejor la furiosa formación del Sistema Solar. Pero, por ahora, aparte de su existencia, prácticamente todo lo relacionado con Psique es un misterio.

"Mi mayor deseo es que Psyche nos sorprenda por completo", dice Lindy Elkins-Tanton, investigadora principal de la misión y científica planetaria de la Universidad Estatal de Arizona.

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Pícaros del cinturón de asteroides

Hay tres grandes tipos de asteroides en el cinturón entre Marte y Júpiter: los tipos rocosos con algo de metal (tipos S), los rocosos con arcillas y otros compuestos que contienen carbono (tipos C), y los que se cree que son altamente metálicos (tipos M). Aproximadamente el ocho por ciento de los asteroides en el cinturón principal son de tipo M, lo que los hace raros, intrigantes y, hasta ahora, inexplorados.

La Psyque, de aproximadamente 270 kilómetros de ancho, fue descubierto en 1852 por el astrónomo italiano Annibale de Gasparis, quien nombró al asteroide en honor a la diosa griega del alma. Hace unas décadas, los científicos conjeturaron por su brillo que era un tipo M, uno con mucho hierro y un poco de níquel.

"Cuando las personas hacen rebotar los rayos de radar en él, esos rayos regresan gritando como lo harían en un espejo metálico, no como en una roca esponjosa", dice Bell. Y pequeñas variaciones en la órbita de Psyque, y las órbitas de los asteroides cercanos, sugieren que es extremadamente densa, tal vez, como se pensó originalmente, un cuerpo casi completamente metálico.

Si es así, eso significa que Psyche es extraña incluso para los estándares de tipo M, lo que hace que los científicos rumien varias historias de origen.

Una sugerencia tentadora es que el asteroide es el corazón expuesto de un casi-mundo: el núcleo metálico de un planeta fallido. "La mejor manera que conocemos de que se cree una gran mancha de metal es separando un cuerpo padre y que se forme un núcleo de metal", dice Elkins-Tanton, refiriéndose al proceso que tiene lugar cuando se forman los planetas rocosos, en el que los elementos más densos de una esfera se filtran hacia las profundidades.

Nadie ha visto nunca el núcleo de un planeta; sólo pueden ser percibidos indirectamente utilizando poderosas ondas sísmicas o estudiando el bamboleo de un planeta mientras orbita alrededor del Sol. "No podemos ver el núcleo de ningún otro cuerpo planetario. Pero podríamos ser capaces de ver eso en Psyche, y eso es lo que es realmente emocionante al respecto", dice Brandon Johnson, científico planetario de la Universidad de Purdue (Estados Unidos).

Un núcleo expuesto significaría que la corteza y el manto del cuerpo principal fueron arrancados durante un evento de impacto gigantesco. "Si Psyque fue el cuerpo que golpeó a otro cuerpo más grande, se le puede quitar la mayor parte de su manto de una sola vez", dice Johnson.

Alternativamente, Psyque puede haberse formado mucho más cerca del sol, donde el material de su superficie fue arrastrado como confeti, pero su núcleo más resistente permaneció. "Esta es en parte la razón por la que el planeta Mercurio tiene un núcleo de hierro tan enorme", dice Bell. Pero si Psyche se formó allí, ¿cómo llegó al cinturón de asteroides más allá de Marte?

La pregunta es parte de un rompecabezas general que los científicos planetarios desean usar Psyche para resolver: "¿Dónde se formó el material en primer lugar y cómo terminó en el cinturón de asteroides?", pregunta Elkins-Tanton. "Sospecho que hay grandes partes de ese proceso de las que realmente no tenemos ni idea, cosas que no hemos imaginado".

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Acercándose sigilosamente a un asteroide

Los datos más recientes sugieren que Psyche es una mezcla de roca y metal (principalmente hierro), y este último comprende entre el 30 y el 60 por ciento de su volumen, no tan metálico como se sospechaba inicialmente, pero aún así potencialmente más de la mitad de metal.

"En realidad, no es el más denso", dice Johnson. Pero la forma en que el radar lo emite con tanto entusiasmo "significa que parece tener la mayor cantidad de metal en la superficie". Más allá de ser un mundo altamente metálico, los detalles de Psyche siguen siendo especulaciones. Incluso se desconoce su forma; los científicos a menudo la describen como una patata, porque "las patatas vienen en muchas formas", dice Elkins-Tanton.

Afortunadamente, la nave espacial Psyche está equipada para descubrir la verdad. La sonda está armada con un puñado de instrumentos con tareas específicas: un par de espectrómetros diseñados para decodificar la composición elemental del asteroide; un magnetómetro para buscar un campo magnético antiguo; un generador de imágenes multipropósito; y una herramienta para estudiar el campo gravitatorio del asteroide, que revela información sobre su densidad.

Después del lanzamiento, la nave se someterá a una odisea de más de 3500 millones de kilómetros alrededor del sistema solar,  volando alrededor de Marte en 2026 para obtener un impulso de gravedad en el camino a Psyche. El viaje es "como ir a la luna y volver 10 000 veces", dice Stone.

La nave espacial se acercará a Psyche en el verano de 2029, al principio, orbitando el asteroide con una amplia curvatura. "Vamos a acercarnos sigilosamente a él", dice Elkins-Tanton.

Se  planean innumerables órbitas más cercanas, en parte para que los instrumentos obtengan una mejor lectura del asteroide, y en parte porque "tenemos que obtener la iluminación adecuada para las fotografías", ya que Psyche inconvenientemente "gira como un pollo asado", dice Elkins-Tanton. Pero la nave espacial necesita comenzar desde lejos porque la forma extraña del asteroide y su alta densidad significan que "el campo gravitatorio de Psyche va a ser realmente extraño", dice.

Si te acercas demasiado sin trazar cuidadosamente las órbitas futuras, la nave espacial podría estrellarse contra la superficie. "Tenemos que construir, a partir de esa primera órbita, un modelo gravitacional aproximado del cuerpo", dice Stone.

Después de que se complete la misión principal de 26 meses, y si la NASA lo permite, a la nave espacial "se le permitiría orbitar cada vez más cerca y más cerca", para obtener la mayor cantidad de datos de alta resolución posible, hasta que finalmente se estrelle contra el frío suelo metálico.

Características de otro mundo

Durante esas órbitas cercanas, se revelará el paisaje de Psyque. "Vamos a ver cómo pasa de ese punto a quién sabe qué", dice Bell; "realmente no sabemos lo que vamos a ver". "Podría ser bastante mundano", como un amasijo de escombros lleno de cráteres.

Pero podría ser completamente extravagante. El impacto de un meteorito en Psyque puede licuar brevemente el hierro, haciendo que las corrientes de hierro broten hacia arriba y hacia afuera del asteroide. "Cuando llega al vacío del espacio, se enfría muy rápidamente, y podría dejar algo parecido a una corona", dice Bell. "Es muy especulativo. Pero es divertido pensar en ello".

También puede haber tejido cicatricial de vulcanismo pasado, y muy extraño. Cuando el hierro líquido de Psique comenzó a enfriarse hace eones, cualquier líquido rico en azufre dentro de la sustancia pegajosa protoplanetaria se habría acumulado em la parte superior, como el petróleo que se niega a mezclarse con el agua, antes de entrar en erupción como lava sulfurosa de color amarillo apagado.

"Eso es algo que realmente espero que veamos, evidencia de vulcanismo antiguo en un cuerpo metálico", dice Elkins-Tanton. "Creo que sería increíble".

Y si se detecta un campo magnético remanente, "eso es casi un jaque mate" para confirmar que Psyche es el núcleo expuesto de un mundo prototípico, dice Bell.

Los planetas rocosos con fluidos metálicos que se agitan en sus núcleos (como la Tierra hoy y Marte hace mucho tiempo) poseen inmensos campos magnéticos. El diminuto tamaño de Psyque significa que sus entrañas líquidas se solidificaron hace mucho tiempo. Pero una fuerte firma de campo magnético inscrita en su geología sugeriría que alguna vez tuvo un núcleo fluido generador de dinamo.

Emocionado por el lanzamiento

Psyche fue elegida para volar por la NASA en 2017 junto con otra misión centrada en asteroides llamada Lucy, los vencedores de una competición semi-regular para decidir a qué misiones espaciales robóticas dará luz verde la agencia. "Apostamos a que si nos seleccionaban para el vuelo, lo cual era muy, muy poco probable, nos haríamos tatuajes", dice Elkins-Tanton. "Así que ahora siete de nosotros tenemos tatuajes". El de Elkins-Tanton es un planetesimal.

Ahora la nave espacial está en camino, destinada a ser la enviada robótica que la humanidad envía a un mundo totalmente nuevo, un lugar de metal y misterio.