Asteroids, cometes i meteorits

Introducció

El seguiment remot d’asteroides i cometes fent servir telescopis amb diferents filtres en permet identificar la composició superficial d’aquests fascinants objectes però els meteorits arribats a la Terra contenen mostres gratuïtes de molts d’aquests. L’estudi d’aquests materials primitius, autèntics blocs constitutius dels planetes resulta rellevant per tal de datar i establir els diversos passos seguits per l’evolució planetària. En estudiar meteorits primitius, particularment els anomenats condrites, guanyem coneixement per tal de promoure l’exploració y l’explotació d’asteroides no diferenciats que no són només autèntics fòssils de la creació sinò que són rics en recursos naturals: metalls, terres rares i fins i tot en la preciosa aigua. Als nostres laboratoris podem inferir les propietats físico-químiques de meteorits per tal de desvetllar la natura d’aquests objectes perillosos que posseeixen fascinants propietats mecàniques i catalítiques. Amb això pretenem transformar el que es suposo és un repte en una oportunitat científica i tecnològica. Milions d’asteroides esperen a ser explorats i explotats a més que experimenten passos propers al nostre planeta, molt més propers que la distància que ens separa de la Lluna.
 
Els asteroides condrítics, particularment aquests de natura carbonàcia, són considerats les mostres més representatives de la composició primigènia del Sol i de la nebulosa solar de la que els planetes es formaren. Aquests cossos poden considerar-se fòssils per tal de comprendre l’evolució del sistema solar perquè mostregen els materials que formaven part del disc protoplanetari, tot mostrant patrons químics i isotòpics essencials per comprendre l’entorn astrofísic en el que el nostres sistema planetari es va formar. El nostre grup, amb experiència en l’anàlisi i caracterització de meteorits i d’altres materials retornats per missions d’exploració és contribuint a obtenir respostes sobre el paper d’aquests cossos menors en l’enriquiment en volàtils i matèria orgànica prèviament a l’aparició de la vida a la Terra.
 
L’any 1976 les primeres missions Apolo van recollir roques lunars que proporcionaren valuosa informació sobre la història primerenca i l’origen comú del sistema Terra-Lluna. Tot just trenta anys després, la recuperació de milers de partícules de pocs microns de diàmetre del cometa 81P/Wild 2 realitzada per la missió Stardust de la NASA, on vam participar formant part de l’equip d’anàlisi preliminar, va obrir una nova era en l’exploració planetària on cossos distants i primitius van ser transportats als nostres laboratoris terrestres per a realitzar anàlisis de laboratori molt acurats. La missió Stardust exemplifica un nou concepte de missions de cost moderat que ofereixen un enorme rendiment científic-tecnològic. Aquests tipus de missions seran comuns durant el segle XXI i permetran recuperar materials des de cossos distants al llarg i ample del sistema solar. Aquesta nova era de descobriments requeriran el desenvolupament de noves tècniques mitjançant instruments punters i instal·lacions adaptades on tals materials ens oferiran informació única sobre els estadis primerencs de l’evolució del sistema solar.
 
Focus
 
L’activitat investigadora del nostre grup es troba concentrada en quatre aspectes fonamentals: 1) La recuperació i caracterització de nous meteorits per tal d’estudiar les seves propietats físico-químiques i establir els seus cossos progenitors, 2) l’estudi de l’alteració aquosa en meteorits per tal d’inferir les rutes seguides per l’aigua arribada als planetes rocosos i com la seva interacció amb minerals permeté la catàlisis de compostos orgànics complexos a un context astrobiològic, 3) l’estudi mitjançant detecció remota d’asteroides i cometes per comprendre millor la seva natura i propietats físiques, i 4) l’estudi de la interacció dels anomenats meteoroides amb l’atmosfera de la Terra que produeix meteors i bòlids, sota el nostre lideratge a la Xarxa SPMN, i que permet establir l’origen dinàmic d’aquestes perilloses roques.
 
Pel que fa al camp de la caracterització de meteorits, el nostre centre ha estat reconegut com a repositori internacional dels meteorits de la col·lecció Antàrtica de la NASA. Hem també recuperat i caracteritzat les últimes dues caigudes reconegudes de meteorits a Espanya: la condrita Villalbeto de la Peña l’any 2004 i l’eucrita Puerto Lápice l’any 2007. També hem contribuït a la identificació de caigudes de meteorits que van passar desapercebudes com ara Ardón, ocorreguda l’any 1931. D’altra banda, hem liderat l’estudi de caigudes meteorítiques a Sud-amèrica amb la caracterització de les condrites Cali l’any 2009 i Berduc l’any 2010, esdevingudes a Colombia i Argentina respectivament. Entre d’altres fites aconseguides també vam liderar l’any 2016 la caracterització de la condrita Claromecó trobada a la Pampa Argentina.
 
És ben conegut que els planetes rocosos es van formar de planetesimals formats en condicions reduïdes de mancança d’oxigen per la qual cosa l’origen de l’aigua i la matèria orgànica és encara matèria de debat. Pel que es refereix als nostres estudis sobre la disponibilitat de l’aigua al nostres sistema planetari, l’estudi de meteorits procedents d’asteroides, la Lluna, Mart o Vesta ens permet confirmar que l’anomenat líquid element era omnipresent a les regions externes del sistema solar. Els meteorits més primitius analitzats als nostres laboratoris revelen que els seus asteroides progenitors (i potser certs cometes evolucionats) estigueren xopats en aigua en edats primerenques, just després de la seva acreció i prop de 50 milions d’anys abans de consolidar-se la Terra. Degut a això estem liderant experiments al laboratori per tal de comprendre el paper de l’aigua en la formació dels anomenats minerals secundaris, una via natural en que l’aigua és continuament arribant a la Terra donat que roman enllaçada en l’estructura d’aquests minerals d’alteració aquosa i, per tant, incorporada a roques sòlides que sobreviuen a la seva entrada a l’atmosfera terrestre a velocitats hipersòniques.
 
Pel que fa als estudis remots sobre asteroides i cometes fent servir telescopis, som desenvolupant observacions CCD i espectroscòpiques d’aquests cossos per tal d’obtenir mesures fotomètriques acurades amb diferents filtres estàndards. Són objectiu dels nostres estudis tant els asteroides que creuen l’òrbita terrestre com ara els de l’anomenat cinturó principal. Tot i això, els primers només poden ser observats en passos propers a la Terra, tot constituint la font més important de perill per a nosaltres. El Telescopi Joan Oró de 0.8 m d’obertura localitzat a l’Observatori Astronòmic del Montsec (OAdM) ens permet realitzar un rang ampli d’investigacions sobre cossos menors. Els nostres programes de seguiment d’Asteroides Propers a la Terra (NEAs) i d’Asteroides Potencialment Perillosos (PHAs) són a més complementats amb campanyes de recopilació de fotometria dels asteroides del cinturó principal per a incrementar la ciència del sistema solar que sorgeix de la missió espacial GAIA.
 
Finalment, en el marc de la Xarxa d’Investigació sobre Bòlids i Meteorits (SPMN) que vam crear fa ja vint anys en cooperació amb d’altres centres d’investigació i universitats, desitgem recopilar la màxima informació sobre noves caigudes de meteorits tal i com vam fer prèviament amb Villalbeto de la Peña, Puerto Lápice i Ardón. Les nostres estacions de detecció CCD registren contínuament meteors i bòlids sobre la península Ibèrica i les illes Balears, tot permetent-nos reconstruir les trajectòries i determinar l’origen d’aquestes roques que penetren a l’atmósfera terrestre a velocitats hipersòniques. Gràcies a la informació orbital extreta de centenars de bòlids meteorítics hem demostrat que els asteroides propers a la Terra són font de grans roques que produeixen caigudes de meteorits. D’altra banda, al marc de la xarxa SPMN, som realitzant un estudi dinàmic de l’evolució orbital dels meteoroides que incideixen a l’atmosfera terrestre per tal d’identificar les fonts de meteorits que arriben a la superfície terrestre. En ser els meteorits mostres transportades gratuïtament des de remots objectes del nostre sistema solar, la seva caracterització constitueix una oportunitat científica i tecnològica de primera línia.

Publicacions recents

   - Moyano-Cambero C.E., Pellicer E., Trigo-Rodríguez J.M., Williams I.P, Blum J., Michel P., Küppers M., Martínez-Jiménez M., Lloro I., and Sort J. (2017) "Nanoindenting the Chelyabinsk Meteorite to Learn about Impact Deflection Effects in asteroids", Astrophysical Journal 835:157, 9 pp.

   - Rotelli L., Trigo-Rodríguez J.M., Moyano-Cambero C.E., Carota E., Botta L., Di Mauro E. and Saladino R. (2016) "The key role of meteorites in the formation of relevant prebiotic molecules in a formamide/water environment", Nature Scientific Reports, 6:38888, DOI: 10.1038/srep38888

   -  Moyano-Cambero C.E., Trigo-Rodríguez J.M., Llorca J., Fornasier S., Barucci M.A., and Rimola A. (2016) "A plausible link between the asteroid 21 Lutetia and CH carbonaceous chondrites" , Meteoritics & Planetary Science 51, 1795-1812.

   -  Beitz E., Blum J., Parisi M.G., and Trigo-Rodríguez J.M. (2016) "The collisional evolution of undifferentiated asteroids and the formation of chondritic meteoroids", Astrophysical Journal 824, art.id.12, 29 pp.

   - Trigo-Rodríguez J.M., Lyytinen E., Gritsevich M., Moreno-Ibáñez M., Bottke W.F., Williams I., Lupovka V., Dmitriev V., Kohout T. and Grokhovsky V. (2015) Orbit and dynamic origin of the recently recovered Annama's H5 chondrite, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 449, 2119-2127.

   - Trigo-Rodríguez J.M., Moyano-Cambero C.E., Llorca J., Fornasier S., Barucci M.A., Belskaya I., Martins Z., Rivkin A.S., Dotto E., Madiedo J.M., and Alonso-Azcárate J. (2014) "UV to far-IR reflectance spectra of carbonaceous chondrites. I. Implications for remote characterization of dark primitive asteroids targeted by sample-return missions", Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 437, 227-240.
 
Membres Seniors involucrats

J. M. Trigo
Institute of Space Sciences (IEEC-CSIC)

Campus UAB, Carrer de Can Magrans, s/n
08193 Barcelona.
Phone: +34 93 737 9788
Email: ice@ice.csic.es
Website developed with RhinOS

Segueix-nos


An institute of the Consejo Superior de Investigaciones Científicas

An institute of the Consejo Superior de Investigaciones Científicas
Affiliated with the Institut d'Estudis Espacials de Catalunya

Affiliated with the Institut d'Estudis Espacials de Catalunya