Estos asteroides parecen orbitar un punto vacío del espacio

Miles de asteroides parecen orbitar alrededor de un punto vacío del espacio, situado en la órbita de Júpiter. Estos son los conocidos como asteroides troyanos. Se conocen miles para Júpiter, dos para la Tierra y algunos más para Marte, Urano y Neptuno, aunque se calcula que podría haber millones de ellos. Pero, ¿de dónde provienen?

 

Más allá de la Tierra, en dirección a los límites del sistema solar, hay una gran cantidad de asteroides que parecen orbitar alrededor de un punto vacío del espacio. Considerando su movimiento completo, podríamos decir que dan vueltas alrededor del Sol, aunque no lo orbiten. Pero además de esto, tienen un movimiento oscilatorio, un vaivén, alrededor de la nada. Por poner esto en contexto, la Luna podría decirse que también da vueltas alrededor del Sol, pues acompaña a la Tierra en su trayecto, pero realmente orbita alrededor del planeta, que es el causante del movimiento lunar.

Estos asteroides son los conocidos como asteroides troyanos. La grandísima mayoría se sitúan a la distancia de Júpiter, aunque también hemos observado alguno cercano a Neptuno, Urano, Marte e incluso la Tierra. Estos cuerpos orbitan alrededor de lo que se conocen como puntos de Lagrange, concretamente alrededor del cuarto y quinto puntos de Lagrange del planeta correspondiente. Estos puntos no son más que regiones del espacio donde las fuerzas gravitatorias del Sol y el planeta en cuestión parecen compensarse, creando una región donde cierto equilibrio es posible.

Los tres primeros puntos se sitúan en la línea que une estrella y planeta. El primero entre los dos cuerpos, mucho más cerca el planeta. El segundo más allá del planeta, a poca distancia de éste. El tercero más allá de la estrella, a una distancia apenas superior a la de la órbita del planeta. Estos tres puntos sin embargo llevan a un equilibrio inestable. Es decir, llevan a un equilibrio en el que cualquier mínima perturbación hace al cuerpo alejarse de ese equilibrio. Como si estuvieran situados en lo alto de una colina y cualquier movimiento los hiciera caer colina abajo.

El cuarto y quinto puntos en cambio dan lugar a un equilibrio estable, en el que una pequeña desviación te lleva de vuelta al punto de equilibrio. Es alrededor de estos puntos de lo que orbitan los asteroides troyanos. Se conocen dos asteroides troyanos para la Tierra, que orbitan en su punto L4, es decir, precediéndole en su órbita alrededor del Sol. Ambos objetos son muy pequeños, con menos de 400 metros de tamaño para el troyano descubierto en 2010 y poco más de un kilómetro para el descubierto en 2020. De Marte se conocen catorce objetos, de tamaños similares a los dos observados para la Tierra, mientras que para Neptuno se conocen 28 de estos objetos. Se cree que los asteroides troyanos de gran tamaño (más de 100 kilómetros de diámetro) de Neptuno podrían ser más numerosos que los de Júpiter, a pesar de que en la actualidad se conozcan unos diez mil asteroides troyanos para Júpiter y se crea que podría haber más de un millón de estos objetos que supera el kilómetro de diámetro.

Izq a dcha: Patroclus, Troyanos, Puntos de Lagrange, Hektor
NASA & ESA | Izq a dcha: Patroclus, Troyanos, Puntos de Lagrange, Hektor

El primer asteroide troyano descubierto fue el que ahora llamamos 588 Aquiles, que con sus 130 kilómetros de diámetro es el cuarto troyano de Júpiter más grande conocido en la actualidad. Fue descubierto en 1906 por Max Wolf desde el observatorio Heidelberg, en la actual Alemania. Durante las próximas décadas se descubrieron algunos asteroides más, pero estos descubrimientos no aceleraron hasta la década de los 70 hasta llegar a nuestros días y a los casi 10 000 asteroides confirmados en la actualidad.

A raíz de estas cifras se ha estimado en más de un millón la cantidad de troyanos de Júpiter con un diámetro superior al kilómetro. Esta cantidad sería comparable a la del cinturón de asteroides, siendo la masa total de los troyanos aproximadamente una quinta parte de la masa del cinturón de asteroides al completo (que aunque pueda contener una cantidad similar de objetos, contiene varios asteroides considerablemente más grandes y hasta un planeta enano, Ceres, de casi 1 000 kilómetros de diámetro).

Algunos de estos objetos serán visitados por la misión Lucy de la NASA, que despegó en octubre de 2021, con la cual esperamos obtener gran cantidad de información de ellos y de los orígenes del sistema solar. Sin embargo, ya sabemos alguna cosa de ellos. Conocemos por ejemplo algún detalle sobre 624 Hektor, el más grande de los asteroides troyanos de Júpiter. Héctor tiene una forma alargada, de aproximadamente el doble de larga que ancha, lo cual nos indica que probablemente resultara de la unión de dos asteroides más pequeños y aproximadamente esféricos. Tiene unos 400 kilómetros de largo y casi 200 kilómetros de ancho. Este tamaño al parecer es suficiente para retener un satélite, llamado Skamandrios, que orbita a algo más de 600 kilómetros del asteroide y que tiene un tamaño de algo más de 10 kilómetros.

Otro asteroide, 617 Patroclus también resulta especialmente interesante. Es el más grande de los asteroides troyanos binarios conocidos. Es decir, este objeto consiste en verdad en dos asteroides que se orbitan mutuamente y a muy corta distancia. Ambas partes tienen un tamaño muy similar, de unos 115 kilómetros de diámetro una y 105 kilómetros la otra y se orbitan cada cuatro días, a una distancia de 680 kilómetros. Hasta los cuerpos más pequeños y aparentemente insignificantes del sistema solar esconden interés.

Referencias:

F. Marchis et al, 2014, The Puzzling Mutual Orbit of the Binary Trojan Asteroid (624) Hektor, The Astrophysical Journal Letters. 783, doi:10.1088/2041-8205/783/2/L37

F. Marchis et al, 2006, A low density of 0.8gcm-3 for the Trojan binary asteroid 617Patroclus, Nature. 439, doi:10.1038/nature04350

 

José Luis Oltra de perfil

José Luis Oltra (Cuarentaydos)

Soy físico de formación y viajero de vocación. Divulgo ciencia allí donde me lo permiten, aunque principalmente en youtube y tiktok bajo el nombre de Cuarentaydos. Por aquí me verás hablando de la física del universo, desde las galaxias y estrellas más grandes hasta las partículas subatómicas que las componen.

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