9 de julio de 2008

Estudio responsabiliza a la luz solar por la rotación de asteroides y sus satélites

Imagen: Walsh, Richardson & Michel

Los asteroides con satélites naturales, lo que los científicos llaman asteroides binarios, son comunes en el Sistema Solar. Una cuestión de larga data ha sido la forma en que la mayoría de tales satélites se formaron. En la edición esta semana de Nature, un trío de astrónomos de la Universidad de Maryland y de Francia dicen que la respuesta sorprendente es la luz solar, la cual puede aumentar o disminuir la tasa de giro de un asteroide.

Derek Richardson, de la Universidad de Maryland, su exalumno Kevin Walsh, ahora becario Poincaré en el Grupo de Planetología del Laboratorio de Cassiopée del CNRS en el Observatorio Côte d'Azur, en Francia, y el líder del grupo y coautor Patrick Michel esbozaron un modelo mostrando que cuando la energía solar hace rotar a un asteroide formado por "escombros apilados" a una tasa lo suficientemente alta, el material es arrojado del ecuador del asteroide. Este proceso también expone material fresco en los polos del asteroide.

Si los pedazos expurgados del asteroide alcanzan un exceso de movimiento suficiente a través de las colisiones entre sí, entonces el material se aglutina en un satélite que sigue la órbita de sus progenitores. Debido a que el modelo del equipo se corresponde estrechamente con las observaciones de asteroides binarios, completa las piezas faltantes del rompecabezas del Sistema Solar. Y, podría tener mucho más consecuencias también aquí en la Tierra. El modelo proporciona información sobre las formas y la estructura de los asteroides binarios cercanos a la Tierra que podría ser vital en caso que un par tal fuese necesario de ser desviado lejos de un curso de colisión con la Tierra.

Por último, según los autores, estos hallazgos sugieren que una misión de retorno de muestras a un asteroide binario tal podría traer de vuelta material expuesto prístino de los polos del asteroide progenitor, proporcionando una oportunidad para sondear la composición del interior de un asteroide, sin tener que excavar en él.

Rotación alimentada por la luz solar

Se estima que cerca del 15 por ciento de los asteroides cercanos a la Tierra y del cinturón principal, con diámetros de menos de 10 kilómetros, tienen satélites. Los científicos han determinado que estos pequeños asteroides binarios no se formaron al comienzo del Sistema Solar, lo que indica que algunos procesos aún activos los han creado. "La primer idea fue que los satélites de estos pares de asteroides probablemente se formaron a través de las colisiones y/o encuentros cercanos con planetas", dijo Richardson, profesor asociado de astronomía en la Universidad de Maryland. "Sin embargo, se constató que estos mecanismos podrían no dar cuenta del gran número de asteroides binarios presentes entre los cercanos a la Tierra y en el interior del cinturón principal de asteroides."

Estudios recientes han descrito un proceso térmico, conocido como el efecto YORP por los científicos (Yarkovsky, O'Keefe, Radzievskii, Paddack) que lo identificaron, que la luz solar puede acelerar o ralentizar la rotación de un asteroide. Se pueden ver evidencias generalizadas de este mecanismo en la notable abundancia de ambos, tanto los que rotan rápido, como los que lo hacen lentamente, entre los asteroides cercanos a la Tierra] y los pequeños asteroides del cinturón principal, escriben Walsh, Richardson y Michel en el artículo de Nature.

El trío modeló diferentes tipos de asteroides hechos de 'montones de escombros' - trozos de roca que se mantienen unidos por la gravedad. Este trabajo, con apoyo de la Fundación Nacional para la Ciencia (NSF), la NASA, la Agencia Espacial Europea y el Programa Nacional francés de Planetología, es el primero en mostrar cómo la lenta aceleración de la rotación de esos asteroides durante millones de años de pérdida de masa puede formar binarios. "Nuestro modelo coincide casi exactamente con las observaciones de nuestro caso testigo: el asteroide binario KW4, que ha sido observado increíblemente bien por el radiotelescopio de Arecibo en Puerto Rico, apoyado por la NSF," dijo Walsh.

Impacto profundo de los asteroides

"Basándonos en nuestros hallazgos, el efecto YORP parece ser la clave para el origen de una gran fracción de los binarios observados", dijo Michel. "Las implicaciones son que los asteroides binarios están formados preferentemente por el agregado de objetos [los montones de escombros], que concuerda con la idea que esos asteroides son muy porosos. La naturaleza porosa de estos asteroides tiene importantes repercusiones para las estrategias de defensa si nos enfrentásemos con un riesgo de impacto con la Tierra por uno de estos objetos, porque la energía necesaria para desviar un asteroide depende sensiblemente de su estructura interna ", agregó.

Los cráteres en doblete formados por el impacto casi simultáneo de objetos de tamaño comparable se pueden encontrar en una serie de lugares de la Tierra, lo que sugiere que los asteroides binarios han afectado a nuestro planeta en el pasado. Similares cráteres en doblete también pueden encontrarse en otros planetas. Los autores dicen que sus resultados actuales también sugieren que una misión espacial a un asteroide binario podría traer de vuelta el material que podría arrojar nueva luz sobre la historia temprana del Sistema Solar.

El material más antiguo en un asteroide debe permanecer debajo de su superficie, explicó Richardson, y el proceso de expulsión por rotación de este material de la superficie del cuerpo primario del asteroide para formar su satélite, o cuerpo secundario, debe descubrir el material más viejo y profundo. "Por lo tanto, una misión para recoger y traer una muestra del cuerpo principal de ese asteroide binario podría darnos información sobre el material más prístino y viejo dentro del asteroide, al igual que la misión Deep Impact (impacto profundo) liderada por la Universidad de Maryland, nos dio información sobre el material más prístino de dentro de un cometa", dijo Richardson. Michel añadió: "Traer material prístino es el objetivo de nuestra propuesta de misión Marco Polo, que está actualmente en estudio por la Agencia Espacial Europea, en asociación con JAXA, de Japón."

(jg)

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