El planeta Marte comparte su órbita con un puñado de pequeños asteroides, los llamados troyanos. Entre ellos, uno encuentra un grupo único, todos moviéndose en órbitas muy similares, sugiriendo que se originaron en el mismo objeto. Pero el mecanismo que produjo esta "familia" ha sido un misterio. Ahora, un equipo internacional de astrónomos cree haber identificado al culpable:la luz solar. Sus hallazgos, que destacan cómo pueden evolucionar los pequeños asteroides cercanos al Sol, se presentarán en la reunión anual de la División de Ciencias Planetarias de la Sociedad Astronómica Estadounidense en Provo, Utah esta semana, por el Dr. Apostolos Christou, un astrónomo investigador en el Observatorio y Planetario de Armagh en Irlanda del Norte, Reino Unido y líder del equipo de investigación.

Los asteroides troyanos están atrapados dentro de "refugios seguros" gravitacionales a 60 grados delante y detrás del planeta. El punto que lidera el planeta es L4; que detrás del planeta es L5. Marte es el único planeta terrestre conocido que tiene compañeros troyanos en órbitas estables. El primer troyano de Marte, descubierto hace más de 25 años en L5, fue nombrado "Eureka" en referencia a la famosa exclamación del antiguo matemático griego Arquímedes. La cuenta actual es solo diez, pero incluso esta muestra relativamente escasa muestra una estructura interesante que no se ve en ningún otro lugar.

Para principiantes, todos los troyanos, salvar uno, están siguiendo a Marte en su punto L5 Lagrange. Y lo que es más, las órbitas de todos menos uno de los troyanos L5 forman un grupo compacto con Eureka de 2 km de tamaño, su miembro más grande e incluye objetos tan pequeños como unos pocos cientos de metros.

El equipo ha estado trabajando para determinar cómo surgió la familia. Por ejemplo, Las colisiones que ocurrieron hace cientos de millones de años formaron familias similares en el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter. Pero el origen del impacto no encaja del todo con lo que sabemos sobre estos troyanos. Como señala Christou:"Esta familia es increíblemente compacta. Solo los impactos más suaves, con los fragmentos apenas capaces de escapar de la gravedad de Eureka, trabajaría. También, sabemos que el efecto Yarkovsky, una pequeña aceleración impulsada por la luz solar absorbida y reemitida en el asteroide, haría que los miembros de la familia se alejaran durante aproximadamente mil millones de años. Lo que muestran nuestros modelos en lugar de, es que incluso los impactos con la energía suficiente para romper Eureka son tan raros que pueden no ocurrir durante la edad del sistema solar ".

Dando un paso atrás Luego, el equipo adoptó un enfoque diferente, mirando a los troyanos marcianos como un todo en lugar de centrarse en la familia. Desde esta perspectiva, la falta de una familia alrededor de los dos troyanos de Marte restantes, (101429) 1998 VF31 en L5 y (121514) 1999 UJ7 en L4 se convierte en una pista importante para este acertijo. Christou explica:"Estos dos asteroides están a la misma distancia del Sol y son de tamaño similar a Eureka, sin embargo, no vemos asteroides agrupados cerca de ellos. Creemos que esto nos dice algo sobre cómo las familias pueden o no formarse a la distancia de Marte del Sol ".

Ese "algo" es muy probablemente una fisión rotacional, impulsado por el efecto Yarkovsky-O'Keefe-Radzievskii-Paddack (YORP), un efecto hermano de Yarkovsky, también impulsado por la luz solar, pero cambiando la rotación del asteroide en lugar de la órbita. Esto está causando que Eureka gire, eventualmente engendrando pedazos de sí mismo que escapan para convertirse en asteroides independientes que orbitan alrededor del Sol. Curiosamente, Eureka rota una vez cada dos horas y media, aproximadamente tan rápido como un asteroide puede girar sin separarse; y recientemente el equipo observó el asteroide L4, 1999 UJ7, encontrando que gira 20 veces más lento, o una vez cada 2 días. Otros asteroides de giro lento de este tamaño se encuentran en un estado de "volteo" en el que, al menos en teoría, YORP puede "apagarse". UJ7 mayo por lo tanto, ser simplemente incapaz de producir nuevos asteroides por fisión.

Esta explicación, sin embargo, no funciona para 1998 VF31, el troyano restante en L5 que, según el equipo, rotaba una vez cada 8 horas, no lo suficientemente lento para evitar que YORP lo haga girar hasta el punto de fisión. Pero como no vemos los nuevos asteroides, algo debe estar pasando con ellos después de dejar VF31. Para averiguar qué Christou ejecutó una simulación por computadora, siguiendo las órbitas de asteroides virtuales o clones producidos por VF31 y Eureka bajo el efecto Yarkovsky. Descubrió que, mientras que la "descendencia" de Eureka sobrevive en L5 durante más de mil millones de años, VF31 se encuentra junto a una "trampilla de escape" dinámica que permite que cualquier parte que se rompa escape en tan solo 200 a 300 millones de años. Entonces, similar al agua que sale de un lavabo desenchufado, los objetos que se separan de VF31 escaparían rápidamente, dejando su vecindad libre de asteroides. El resultado:sin familia.

Dada la evidencia disponible, la hipótesis de la fisión parece convincente, pero Christou advierte que esto está lejos de ser un caso cerrado y cerrado; sólo el tiempo y más trabajo dirán si la conclusión es correcta. Para probar su teoría, planean buscar troyanos más débiles, 100 metros de ancho o menos. "Actualmente no vemos esos, pero una encuesta específica debería detectarlos. Encontrar muchos troyanos pequeños cerca de Eureka, quizás unos pocos cerca de VF31 pero ninguno en UJ7 indicaría claramente que lo hicimos bien ".

Por último, el trabajo puede tener implicaciones mucho más allá de la resolución de este pequeño rompecabezas. Cerca del sol La fisión inducida por YORP, esencialmente la acción de la luz solar, puede ser tan importante para impulsar la evolución de los asteroides como las colisiones. En efecto, Christou especula que, si salen troyanos estables de nuestro propio planeta, YORP puede convertirlos en una fuente de nuevos objetos cercanos a la Tierra. "Pero esa es otra historia", concluye.