Usando el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral (VLT de ESO), un equipo de astrónomos ha obtenido las imágenes más nítidas y detalladas hasta ahora del asteroide Kleopatra. Las observaciones han permitido al equipo restringir la forma 3D y la masa de este peculiar asteroide, que se asemeja a un hueso de perro, con una precisión mayor que nunca. Su investigación proporciona pistas sobre cómo se formaron este asteroide y las dos lunas que lo orbitan.

"Kleopatra es verdaderamente un cuerpo único en nuestro Sistema Solar, "dice Franck Marchis, astrónomo del Instituto SETI en Mountain View, Estados Unidos y en el Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, Francia, quien dirigió un estudio sobre el asteroide, que tiene lunas y una forma inusual, publicado hoy en Astronomía y Astrofísica . "La ciencia avanza mucho gracias al estudio de valores atípicos extraños. Creo que Cleopatra es uno de ellos y comprende este complejo, El sistema de múltiples asteroides puede ayudarnos a aprender más sobre nuestro Sistema Solar ".

Cleopatra orbita el Sol en el Cinturón de Asteroides entre Marte y Júpiter. Los astrónomos lo han llamado un "asteroide hueso de perro" desde que las observaciones de radar hace unos 20 años revelaron que tiene dos lóbulos conectados por un grueso "cuello". En 2008, Marchis y sus colegas descubrieron que Kleopatra está orbitada por dos lunas, llamado AlexHelios y CleoSelene, después de los hijos de la reina egipcia.

Para obtener más información sobre Cleopatra, Marchis y su equipo utilizaron instantáneas del asteroide tomadas en diferentes momentos entre 2017 y 2019 con el instrumento de búsqueda de exoplanetas de alto contraste espectropolarimétrico (SPHERE) en el VLT de ESO. Mientras el asteroide giraba, pudieron verlo desde diferentes ángulos y crear los modelos 3D más precisos de su forma hasta la fecha. Restringieron la forma de hueso de perro del asteroide y su volumen, encontrar uno de los lóbulos más grande que el otro, y determinó que la longitud del asteroide es de unos 270 kilómetros o aproximadamente la mitad de la longitud del Canal de la Mancha.

En un segundo estudio, también publicado en Astronomía y Astrofísica y dirigido por Miroslav Brož de la Universidad Charles de Praga, República Checa, el equipo informó cómo utilizaron las observaciones SPHERE para encontrar las órbitas correctas de las dos lunas de Cleopatra. Estudios anteriores habían estimado las órbitas, pero las nuevas observaciones con el VLT de ESO mostraron que las lunas no estaban donde los datos más antiguos las predecían.

"Esto tenía que resolverse, "dice Brož." Porque si las órbitas de las lunas fueran incorrectas, todo estaba mal incluida la masa de Kleopatra ". Gracias a las nuevas observaciones y al modelado sofisticado, el equipo logró describir con precisión cómo la gravedad de Cleopatra influye en los movimientos de las lunas y determinar las complejas órbitas de AlexHelios y CleoSelene. Esto les permitió calcular la masa del asteroide, encontrando que es un 35% más bajo que las estimaciones anteriores.

Combinando las nuevas estimaciones de volumen y masa, Los astrónomos pudieron calcular un nuevo valor para la densidad del asteroide, cuales, a menos de la mitad de la densidad del hierro, resultó ser más bajo de lo que se pensaba anteriormente. La baja densidad de Kleopatra, que se cree que tiene una composición metálica, sugiere que tiene una estructura porosa y podría ser poco más que un "montón de escombros". Esto significa que probablemente se formó cuando el material se volvió a acumular después de un impacto gigante.

La estructura de pila de escombros de Cleopatra y la forma en que gira también dan indicaciones de cómo podrían haberse formado sus dos lunas. El asteroide gira casi a una velocidad crítica, la velocidad por encima de la cual comenzaría a desmoronarse, e incluso pequeños impactos pueden levantar guijarros de su superficie. Marchis y su equipo creen que esos guijarros podrían haber formado posteriormente AlexHelios y CleoSelene, lo que significa que Cleopatra realmente ha dado a luz sus propias lunas.

Las nuevas imágenes de Kleopatra y la información que brindan solo son posibles gracias a uno de los sistemas avanzados de óptica adaptativa que se utilizan en el VLT de ESO. que se encuentra en el desierto de Atacama en Chile. La óptica adaptativa ayuda a corregir las distorsiones causadas por la atmósfera terrestre que hacen que los objetos parezcan borrosos, el mismo efecto que hace que las estrellas que se ven desde la Tierra parpadeen. Gracias a tales correcciones, SPHERE pudo obtener imágenes de Kleopatra, ubicada a 200 millones de kilómetros de la Tierra en su punto más cercano, a pesar de que su tamaño aparente en el cielo es equivalente al de una pelota de golf a unos 40 kilómetros de distancia.

El próximo telescopio extremadamente grande de ESO (ELT), con sus avanzados sistemas de óptica adaptativa, será ideal para obtener imágenes de asteroides distantes como Kleopatra. "No puedo esperar para apuntar el ELT a Kleopatra, para ver si hay más lunas y refinar sus órbitas para detectar pequeños cambios, "agrega Marchis.