Vesta es el segundo cuerpo más masivo del cinturón de asteroides, sólo superado por Ceres, que está clasificado como planeta enano. Vesta, el asteroide más brillante del cielo, es ocasionalmente visible desde la Tierra a simple vista. Es el primero de los cuatro asteroides más grandes (Ceres, Vesta, Pallas y Hygiea) en ser visitado por una nave espacial. La misión Dawn orbitó Vesta en 2011, aportando nuevos conocimientos sobre este mundo rocoso.
Policía Celeste
En 1596, mientras determinaba la forma elíptica de las órbitas planetarias, Johannes Kepler llegó a pensar que debía existir un planeta en el hueco entre Marte y Júpiter. Los cálculos matemáticos realizados por Johann Daniel Titius y Johann Elert Bode en 1772 -conocidos posteriormente como la ley de Titius-Bode- parecían apoyar esta predicción. En agosto de 1798, se formó un grupo conocido como la Policía Celeste para buscar este planeta desaparecido. Entre ellos se encontraba el astrónomo alemán Heinrich Olbers. Olbers descubrió el segundo asteroide conocido, Pallas. En una carta a un colega astrónomo, expuso la primera teoría sobre el origen de los asteroides. Escribió: «¿Podría ser que Ceres y Pallas no sean más que un par de fragmentos… de un planeta que en su día fue más grande y que en su momento ocupó el lugar que le correspondía entre Marte y Júpiter?»
Olbers razonó que los fragmentos de dicho planeta se cruzarían en el punto de la explosión, y de nuevo en la órbita directamente opuesta. Observó estas dos zonas todas las noches, y el 29 de marzo de 1807 descubrió Vesta, convirtiéndose en la primera persona en descubrir dos asteroides. Después de medir varias noches de observaciones, Olbers envió sus cálculos al matemático Carl Friedrich Gauss, que calculó de forma extraordinaria la órbita de Pallas en sólo 10 horas. Por ello, se le concedió el honor de dar nombre al nuevo cuerpo. Eligió el nombre de Vesta, diosa del hogar y hermana de Ceres.
Características físicas de Vesta
Vesta es único entre los asteroides porque tiene manchas claras y oscuras en la superficie, muy parecidas a las de la Luna. Las observaciones terrestres determinaron que el asteroide tiene regiones basálticas, lo que significa que la lava fluyó alguna vez por su superficie. Tiene una forma irregular, aproximadamente la de un esferoide oblato (en términos no técnicos, una esfera algo aplastada).
- Diámetro: 329 millas (530 kilómetros)
- Masa: 5,886 X 1020 lbs. (2,67 x 1020 kilogramos)
- Temperatura: 85 a 255 K (menos 306 a 0 grados Fahrenheit / menos 188 a menos 18 grados Celsius)
- Albedo: 0,4322
- Periodo de rotación: 5,342 horas
- Período orbital: 3,63 años
- Ecentricidad: .0886
- Afelio: 2,57 UA
- Perihelio: 2,15 UA
- Acercamiento a la Tierra: 1.14 UA
Superficie, composición y formación
Cuando Vesta se acercó a la Tierra en 1996, el telescopio espacial Hubble cartografió su superficie topográfica y sus características. Esto reveló un gran cráter en el polo sur que se adentra en su interior. El cráter tiene un diámetro medio de 460 km: Vesta sólo tiene 530 km de diámetro. El cráter se adentra una media de 13 km en la corteza, y lo más probable es que se haya formado a raíz de un impacto en los primeros años de vida del asteroide. El material expulsado de esta colisión dio lugar a una serie de asteroides más pequeños -Vestoides- que orbitan cerca de su progenitor, así como a algunos de los meteoritos que se han estrellado contra la Tierra.
A diferencia de la mayoría de los asteroides, el interior de Vesta está diferenciado. Al igual que los planetas terrestres, el asteroide tiene una corteza de lava enfriada que cubre un manto rocoso y un núcleo de hierro y níquel. Esto da credibilidad al argumento para denominar a Vesta como un protoplaneta, en lugar de como un asteroide.
El núcleo de Vesta se acrecentó rápidamente en los primeros 10 millones de años tras la formación del sistema solar. La corteza basáltica de Vesta también se formó rápidamente, en el transcurso de unos pocos millones de años. Las erupciones volcánicas en la superficie procedían del manto y duraban entre 8 y 60 horas. Las coladas de lava oscilaban entre unos cientos de metros y varios kilómetros, con un grosor de entre 5 y 20 metros. La propia lava se enfriaba rápidamente, para volver a ser enterrada por más lava hasta completar la corteza. La gravedad de Dawn situó su núcleo en alrededor del 18 por ciento de la masa de Vesta, o proporcionalmente unos dos tercios de la masa del núcleo de la Tierra.
De hecho, si no fuera por Júpiter, Vesta podría haber tenido una buena oportunidad de convertirse en un planeta.
«En el cinturón de asteroides, Júpiter básicamente agitó tanto las cosas que no fueron capaces de acumularse fácilmente unas con otras», dijo a la prensa en 2012 el científico de Dawn David O’Brien, del Instituto de Ciencias Planetarias en Tucson, Arizona.
«Las velocidades en el cinturón de asteroides eran realmente altas, y cuanto más alta es la velocidad, más difícil es que las cosas se fusionen bajo su propia gravedad», añadió O’Brien.
En 1960, una bola de fuego que atravesaba el cielo de Millbillillie, Australia, anunció la llegada de un trozo de Vesta a la Tierra. Compuesto casi en su totalidad por piroxeno, un mineral que se encuentra en los flujos de lava, el meteorito presenta las mismas señales espectrales que Vesta.
La nave espacial Dawn de la NASA, que visitó el asteroide en 2012, descubrió que el cuerpo rocoso tenía una sorprendente cantidad de hidrógeno en su superficie. También encontró regiones brillantes y reflectantes que pueden haber quedado de su nacimiento.
«Nuestro análisis encuentra que este material brillante se origina en Vesta y ha sufrido pocos cambios desde la formación de Vesta hace más de 4.000 millones de años», dijo Jian-Yang Li, un científico participante de Dawn en la Universidad de Maryland, College Park, en un comunicado.
Una enorme montaña se eleva sobre el polo sur de Vesta. La enorme montaña alcanza más de 65.000 pies (20 kilómetros) de altura, lo que la hace casi tan alta como el monte Olimpo, la mayor montaña (y volcán) del sistema solar. El monte Olimpo se eleva unas 15 millas (24 kilómetros) por encima de la superficie de Marte.
«La montaña del polo sur es más grande que la gran isla de Hawái, la montaña más grande de la Tierra, medida desde el fondo del océano», dijo el investigador principal de Dawn, Chris Russell, en una conferencia astronómica de 2011. «Es casi tan alta como la montaña más alta del sistema solar, el volcán de escudo Olympus Mons en Marte».
Antaño fluyó agua líquida por el asteroide. Las imágenes captadas por la nave espacial Dawn revelaron barrancos curvos y depósitos en forma de abanico dentro de ocho cráteres de impacto diferentes de Vesta. Se cree que los ocho cráteres se han formado en los últimos cientos de millones de años, algo bastante reciente en la vida del asteroide de 4.500 millones de años.
«Nadie esperaba encontrar pruebas de agua en Vesta. La superficie es muy fría y no hay atmósfera, por lo que cualquier agua en la superficie se evapora», dijo la autora principal del estudio, Jennifer Scully, investigadora de postgrado en la UCLA, en un comunicado de la NASA. «Sin embargo, Vesta está demostrando ser un cuerpo planetario muy interesante y complejo».
Scully y su equipo pensaron que las características fueron creadas por flujos de escombros, a diferencia de los ríos o arroyos de agua pura, esculpieron los barrancos de Vesta. Propusieron que los meteoritos que bombardearon el asteroide fundieron los depósitos de hielo bajo la superficie, enviando agua líquida y pequeñas partículas rocosas que fluyeron por las paredes del cráter. Dicha actividad sugiere la presencia de hielo enterrado bajo la superficie.
«Si estuviera presente hoy en día, el hielo estaría enterrado a demasiada profundidad para ser detectado por cualquiera de los instrumentos de Dawn», dijo Scully. «Sin embargo, los cráteres con barrancos curvos se asocian con terreno picado, lo que se ha sugerido de forma independiente como evidencia de la pérdida de gases volátiles de Vesta.»
El hielo podría haber sido el responsable de modificar la superficie de Vesta. En 2017, un estudio sugirió que los parches lisos del terreno en el asteroide frecuentemente poseían altas concentraciones de hidrógeno, lo que suele verse cuando la radiación solar rompe las moléculas de agua.
«Sugerimos que las modificaciones de la superficie por el derretimiento del hielo enterrado podrían ser responsables de suavizar esas áreas», dijo a Space.com Essam Heggy, científico planetario de la Universidad del Sur de California en Los Ángeles. «El hielo enterrado podría haber sido llevado a la superficie después de un impacto, lo que hizo que el hielo calentado se derritiera y subiera por las fracturas hasta la superficie».»
Dawn también observó signos de minerales hidratados (minerales que contienen moléculas de agua) en la superficie de Vesta, lo que también podría insinuar la presencia de hielo enterrado. Los materiales hidratados estaban asociados a terrenos más antiguos, y podrían haber sido aportados por impactos de material procedente de lugares más lejanos del sistema solar.
Un mapa de baja altitud de Vesta reveló una rica geología. Las empinadas laderas que se encuentran en el asteroide, combinadas con su alta gravedad, allanan el camino para que las rocas rueden hacia abajo, exponiendo otros materiales. Dawn reveló una variedad de minerales, incluyendo algunos materiales brillantes y oscuros que podrían relacionarse con posibles hielos enterrados.
Visitantes de la Tierra
De hecho, la composición única de Vesta significa que es responsable de todo un grupo de meteoritos. Los meteoritos HED -compuestos por howarditas, eucritas y diogenitas- cuentan la historia de la vida temprana de Vesta. Las eucritas se forman a partir de lava endurecida, mientras que las diogenitas proceden de debajo de la superficie. Las hondonitas son una combinación de ambas, formadas cuando un gran impacto mezcló las dos secciones.
Se sospecha que Vesta es la fuente de los meteoritos HED desde 1970. El espectrómetro cartográfico de Dawn verificó esa proposición. El equipo de Dawn cree que los HED proceden de una cuenca de impacto llamada Rheasilvia, en honor a una antigua sacerdotisa virgen romana. Con 500 kilómetros de diámetro, Rheasilvia es casi tan grande como la propia Vesta. Lo más probable es que se formara a partir de una colisión que despojó a la mayor parte de la corteza del hemisferio sur, dejando al descubierto el interior del asteroide.
«Vesta probablemente estuvo a punto de romperse», dijo la investigadora principal de Dawn, Carol Raymond, señalando que el golpe dejó conjuntos concéntricos de canales -líneas de fractura- alrededor del ecuador de Vesta.
Los canales paralelos pueden ser otra señal del enorme impacto. Raymond dijo a la Sociedad Planetaria que la presencia de esas hendiduras sugiere graves daños en el interior del asteroide.
Si la órbita de Vesta se encuentra más allá de Marte, ¿cómo se las arreglaron para llegar a la Tierra sus trozos? Los fragmentos de Vesta pasan por Júpiter una vez cada tres órbitas alrededor del sol, lo que permite que la gravedad del planeta más grande les afecte. Este tirón podría haber desplazado los fragmentos lo suficiente como para provocar su eventual impacto con la Tierra.
Como resultado, Vesta es uno de los tres cuerpos de los que los científicos tienen muestras. Los otros dos son la Luna y Marte.
Explorando el asteroide
En septiembre de 2007, la NASA lanzó la misión Dawn, única en su género por ser la primera nave que entra en órbita alrededor de un cuerpo del sistema solar y luego se dirige a un segundo. Dawn entró en órbita alrededor de Vesta en julio de 2011. Tras estudiar el asteroide durante un año, abandonó Vesta para encontrarse con Ceres en marzo de 2015.
La misión Dawn de la NASA pretende estudiar las características del sistema solar primitivo analizando los dos asteroides, que son muy diferentes. Ceres es húmedo, con casquetes polares estacionales, y puede tener una fina atmósfera. Vesta, en cambio, es seco y rocoso. El estudio de las firmas espectrales únicas en su corteza rocosa ampliará nuestro conocimiento de nuestro propio planeta, así como de Marte y Mercurio.
Dado su tamaño, los dos se consideran en realidad protoplanetas, o planetas pequeños. La atracción gravitatoria de Júpiter interrumpió su formación. Sin la presencia del gigante gaseoso, los dos podrían haber seguido evolucionando hasta convertirse en planetas de tamaño completo.
«Ahora sabemos que Vesta es el único bloque de construcción planetario intacto y en capas que sobrevive desde los primeros días del sistema solar», dijo a la prensa en 2012 la investigadora principal adjunta de Dawn, Carol Raymond, del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California.
El estudio de Vesta realizado por Dawn permitió crear el mejor mapa hasta la fecha del asteroide.
En octubre de 2010, el telescopio espacial Hubble volvió a tomar imágenes de Vesta. Los datos resultantes revelaron que el asteroide estaba inclinado aproximadamente cuatro grados más de lo que los científicos pensaban en un principio. Estos resultados ayudaron a la NASA a colocar la nave en la órbita polar adecuada alrededor del asteroide. Dawn requiere la luz del sol para poder realizar sus tareas de mapeo e imagen.
Nota del editor: Este artículo fue actualizado el 29 de mayo de 2018 para aclarar que Vesta no fue el primer asteroide en ser visitado por una nave espacial, sino el primero de los cuatro asteroides más grandes en ser visitado.