Es una convención astronómica bien conocida que la Tierra tiene un solo satélite natural, que se conoce (algo poco creativo) como "la luna". Sin embargo, Los astrónomos saben desde hace poco más de una década que la Tierra también tiene una población de lo que se conoce como "lunas transitorias". Estos son un subconjunto de objetos cercanos a la Tierra (NEO) que son recogidos temporalmente por la gravedad de la Tierra y asumen órbitas alrededor de nuestro planeta.

Según un nuevo estudio de un equipo de astrónomos finlandeses y estadounidenses, Estos orbitadores capturados temporalmente (TCO) podrían estudiarse con el Large Synoptic Survey Telescope (LSST) en Chile, que se espera que esté operativo en 2020. Al examinar estos objetos con el telescopio de próxima generación, Los autores del estudio argumentan que podemos aprender mucho sobre los objetos cercanos a la Tierra, e incluso comenzar a realizarles misiones.

El estudio, que apareció recientemente en la revista Ícaro , fue dirigido por Grigori Fedorets, estudiante de doctorado del departamento de física de la Universidad de Helsinki. A él se unieron físicos de la Universidad Tecnológica de Luleå, el Instituto de Investigación Intensiva de Datos en Astrofísica y Cosmología (DIRAC) de la Universidad de Washington, y la Universidad de Hawaii.

El concepto de TCO se postuló por primera vez en 2006 tras el descubrimiento y caracterización de RH120, un objeto que mide de dos a tres metros (6.5 a 10 pies) de diámetro que normalmente orbita alrededor del sol. Cada 20 años más o menos, se acerca mucho al sistema Tierra-Luna y es capturado temporalmente por la gravedad de la Tierra.

Las observaciones posteriores de objetos cercanos a la Tierra, como el asteroide 1991 VG y el meteorito EN130114, agregaron más peso a esta teoría y permitieron a los astrónomos imponer restricciones a las poblaciones de TCO. Esto llevó a la conclusión de que los satélites capturados temporalmente vienen en dos poblaciones. Por un lado, hay TCO, que hacen el equivalente a al menos una revolución alrededor de la Tierra mientras son capturados.

Segundo, hay sobrevuelos capturados temporalmente (TCF), que hacen el equivalente a menos de una revolución mientras son capturados. Según Fedorets y sus colegas, estos objetos son un objetivo atractivo para la investigación y el encuentro con naves espaciales, ya sea en forma de misiones del tamaño de CubeSat o naves espaciales más grandes que podrían realizar misiones de devolución de muestras.

Para principiantes, El estudio de estos objetos permitiría a los astrónomos restringir el tamaño y la frecuencia de los NEO que varían en tamaño desde una décima parte de un metro hasta 10 metros de diámetro. que no se comprenden bien. Típicamente, Estos objetos son demasiado pequeños y débiles para que la mayoría de los telescopios y técnicas los puedan observar con eficacia.

El seguimiento y el estudio de esta clase especial de NEO es donde entra en juego el LSST. Debido a su alta resolución y sensibilidad, Se espera que el LSST se convierta en una de las principales instalaciones para el descubrimiento de objetos cercanos a la Tierra y objetos potencialmente peligrosos que de otro modo serían muy difíciles de detectar. Como Fedorets le dijo a Universe Today por correo electrónico:

"[E] ven para LSST, la gran mayoría de las lunas transitorias serán demasiado débiles para descubrirlas. Sin embargo, será el único estudio capaz de descubrir lunas transitorias de forma regular ... Las características de LSST que son particularmente adecuadas para la detección de TCO incluyen:un gran campo de visión; magnitud límite V =24,7, permitiendo la detección de objetos débiles; modo operativo con observaciones consecutivas y seguimiento rápido del mismo campo inicialmente en la misma noche, ayudando a identificar los objetos arrastrados que se mueven rápidamente ".

Una vez que esté en funcionamiento, el telescopio LSST llevará a cabo una encuesta de 10 años que abordará algunas de las preguntas más urgentes sobre la estructura y evolución del universo. Estos incluyen los misterios de la materia oscura y la energía oscura y la formación y estructura de la Vía Láctea. También dedicará tiempo de observación al sistema solar con la esperanza de aprender más sobre las poblaciones de planetas menores y los objetos cercanos a la Tierra.

Para determinar cuántos TCO detectará el LSST, el equipo realizó una serie de simulaciones. Su trabajo se basa en un estudio anterior realizado en 2014 por el Dr. Bryce Bolin de Caltech y sus colegas, en el que evaluaron las instalaciones astronómicas actuales y de próxima generación. Fue este estudio el que sugirió que el LSST sería extremadamente eficaz para detectar lunas transitorias.

Para su estudio, Fedorets reconsideró el trabajo de Bolin y realizó su propio análisis. El escribio, "[Una] población sintética de lunas transitorias se corrió a través de la simulación de puntería LSST. El análisis inicial mostró que el Sistema de Procesamiento de Objetos en Movimiento de LSST podía reconocer solo tres objetos en cuatro años (cadencia de tres detecciones durante un período de 15 días). Esto parecía [como] un número pequeño, por lo que realizamos un análisis adicional. Seleccionamos todas las observaciones con al menos dos observaciones, y realizó determinación de órbita y enlace orbital con métodos alternativos a MOPS. Este tratamiento especial aumentó el número de candidatos lunares transitorios observables en un orden de magnitud ".

En el final, Fedorets y su equipo concluyeron que el uso del LSST y el software moderno de identificación automática de asteroides, específicamente, un sistema de procesamiento de objetos en movimiento (MOPS):se puede descubrir un TCO una vez al año. Esa tasa podría aumentarse a un TCO cada dos meses si se desarrollan herramientas de software adicionales específicamente para la identificación de TCO que podrían complementar un MOPS de referencia.

Por último, el estudio de las TCO será beneficioso para los astrónomos por varias razones. Para principiantes, existe una brecha entre el estudio de los asteroides más grandes y los bólidos más pequeños, pequeños meteoritos que se queman regularmente en la atmósfera de la Tierra. Aquellos que caen en el medio, que normalmente miden entre uno y 40 metros (~ tres a 130 pies) de diámetro, actualmente no están bien restringidos.

"Las lunas transitorias son una buena población para limitar ese rango de tamaño, como en esos rangos de tamaño, deben aparecer con regularidad y detectarse con LSST, "dice Fedorets." Además, Las TCO son objetivos destacados para misiones [in situ]. Se han entregado "gratis" a las proximidades de la Tierra. Por lo tanto, se requiere una cantidad relativamente pequeña de combustible para alcanzarlos. Las misiones potenciales podrían diseñarse como misiones de sobrevuelo in situ (por ejemplo, de la clase CubeSat), o como primeros pasos en la utilización de recursos de asteroides ".

Otro beneficio del estudio de estos objetos es que ayudarán a los astrónomos a comprender mejor los objetos potencialmente peligrosos (PHO). Este término se utiliza para describir los asteroides que cruzan periódicamente la órbita de la Tierra y presentan un riesgo de colisión. Si bien tienen características de observación similares a las TCO, se pueden discernir basándose únicamente en sus órbitas.

Por supuesto, Fedorets enfatizó que si bien los TCO pasan meses en órbitas geocéntricas, una posible misión para estudiar uno de ellos tendría que ser de respuesta rápida por naturaleza. Afortunadamente, la ESA está desarrollando una misión de este tipo en forma de su Comet Interceptor, que se lanzará a una órbita estable de hibernación y se activará una vez que un cometa o asteroide entre en la órbita de la Tierra.

Una mayor comprensión de los satélites temporales de la Tierra, Los objetos potencialmente peligrosos y los asteroides cercanos a la Tierra es simplemente uno de los muchos beneficios que se esperan de los telescopios de próxima generación como el LSST. Estos instrumentos no solo permitirán a los astrónomos ver más lejos y con mayor claridad, expandiendo así nuestro conocimiento del sistema solar y el cosmos, también podrían asegurar nuestra supervivencia a largo plazo como especie.