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| Bennu y otros asteroides cercanos. Crédito: NASA |
Comprobar la posible existencia de quintas fuerzas es crucial, ya que en varias extensiones del Modelo Estándar se predicen bosones ultraligeros que podrían mediar en estas fuerzas. Investigaciones recientes han identificado asteroides como sondas prometedoras para esta investigación, pero se necesitan más aplicaciones con datos precisos para explorar esta posibilidad.
Un nuevo estudio ha utilizado la misión OSIRIS-REx y datos de seguimiento terrestre del asteroide Bennu para derivar restricciones sobre las quintas fuerzas.
En 2023, la misión OSIRIS-REx de la NASA devolverá una muestra de polvo y rocas del asteroide cercano a la Tierra Bennu. Más allá de los conocimientos sobre el universo que aporte la muestra, los datos de la misión también podrían ofrecer oportunidades para explorar nueva física.
Los asteroides cercanos a la Tierra son objeto de una estrecha vigilancia debido a sus implicaciones para la defensa planetaria. El equipo utilizó datos de rastreo terrestre recogidos antes y durante la misión OSIRIS-REx para explorar extensiones del Modelo Estándar de la física, que abarca tres fuerzas fundamentales conocidas.
Desde su descubrimiento en 1999, los datos astrométricos ópticos y de radar han delimitado con precisión la trayectoria del asteroide Bennu. Además, la misión OSIRIS-REx proporcionó datos radiométricos de banda X y datos ópticos de seguimiento de la navegación para mejorar esta comprensión.
Sunny Vagnozzi, profesor adjunto de la Universidad de Trento (Italia) y coautor del artículo, declaró: «Las estrictas restricciones que hemos logrado se traducen fácilmente en algunos de los límites más estrictos jamás alcanzados para las quintas fuerzas de tipo Yukawa. Estos resultados ponen de relieve el potencial del seguimiento de asteroides como valiosa herramienta en la búsqueda de bosones ultraligeros, materia oscura y varias extensiones bien motivadas del Modelo Estándar».
La gravedad y diversos factores influyen en la trayectoria de un objeto celeste, y comprender estas trayectorias puede ayudar a descubrir misterios, principalmente cuando surgen anomalías. Por ejemplo, Neptuno se predijo basándose en las irregularidades de la órbita de Urano.
Al analizar los datos de la trayectoria de Bennu, los científicos establecieron restricciones sobre una posible quinta fuerza y el papel de una posible partícula mediadora, como un bosón ultraligero. Si tal partícula existe, afectaría a la órbita de asteroides como Bennu, por lo que estos datos de seguimiento son cruciales para la física.
Un bosón ultraligero podría representar una ampliación del Modelo Estándar, integrando potencialmente la materia y la energía oscuras sugeridas por las observaciones cosmológicas. Sin embargo, aún debe incorporarse al marco existente.
En 2023, Tsai y sus colegas exploraron por primera vez la investigación de la física de quinta fuerza con una investigación publicada en 2023 antes de su trabajo en Bennu. El equipo planea ampliar su investigación mediante el seguimiento del asteroide Apofis, que se acercará a 20.000 millas de la Tierra en 2029.
La nave OSIRIS-APEX de la NASA se acercará a Apofis y recogerá polvo. Las observaciones de la influencia gravitatoria de la Tierra durante el sobrevuelo proporcionarán datos valiosos para la búsqueda de la quinta fuerza física.
Además, el equipo está considerando la posibilidad de utilizar nuevas tecnologías cuánticas espaciales y misiones espaciales específicas para mejorar la precisión del rastreo y buscar directamente materia oscura.