Anatomía de un asteroide

El telescopio NTT (New Technology Telescope) de ESO ha sido la herramienta utilizada para encontrar las primeras evidencias de que un asteroide puede tener una estructura interna muy variada. Con medidas extremadamente precisas, los astrónomos han descubierto que diferentes partes del asteroide Itokawa tienen distintas densidades. Además de revelarnos secretos sobre la propia formación del asteroide, descubrir qué se esconde bajo su superficie también puede arrojar luz sobre el misterio de qué sucede cuando los cuerpos chocan en el Sistema Solar, proporcionándonos claves sobre la formación de los planetas.

En esta detallada imagen vemos la extraña forma de cacahuete del asteroide Itokawa. Con medidas extremadamente precisas llevadas a cabo con el telescopio NTT (New Technology Telescope) de ESO, un equipo de astrónomos ha descubierto que diferentes partes de este asteroide tienen distintas densidades. Además de revelarnos secretos sobre la propia formación del asteroide, descubrir qué se esconde bajo la superficie de un asteroide también puede arrojar luz sobre el misterio de qué sucede cuando los cuerpos chocan en el Sistema Solar, proporcionándonos claves sobre la formación de planetas. Esta imagen fue obtenida por la nave japonesa Hayabusa durante un acercamiento en 2005. Crédito: JAXA

Utilizando observaciones desde tierra muy precisas, Stephen Lowry (Universidad de Kent, Reino Unido) y sus colegas, han medido la velocidad a la que gira el asteroide cercano a la Tierra (25143) Itokawa, y cómo ese giro cambia con el tiempo. Han combinado estas precisas observaciones con un nuevo trabajo teórico sobre cómo los asteroides irradian calor.

Este pequeño asteroide es un misterio, ya que tiene una extraña forma de cacahuete, tal y como reveló la nave japonesa Hayabusa en 2005. Para estudiar su estructura interna, el equipo de Lowry utilizó, entre otras, imágenes obtenidas entre 2001 y 2013 por el telescopio NTT (New Technology Telescope) de ESO, en el Observatorio La Silla, en Chile [1], y así poder medir sus variaciones de brillo a medida que rotaba. Estos datos temporales se utilizaron para deducir el periodo de giro del asteroide con mucha precisión y determinar así cómo cambia a lo largo del tiempo. Por primera vez, al combinarlo con los conocimientos sobre la forma del asteroide, se pudo explorar su interior, revelando la complejidad de su núcleo [2].

“Es la primera vez que hemos sido capaces de determinar cómo es el interior de un asteroide,” explica Lowry. “Podemos ver que Itokawa tiene una estructura interior muy variada. Este descubrimiento supone un avance muy importante en nuestra comprensión de los cuerpos rocosos del Sistema Solar”.

El giro de un asteroide y de otros cuerpos pequeños en el espacio puede verse afectado por la luz del Sol. Este fenómeno, conocido como el efecto YORP (Yarkovsky-O’Keefe-Radzievskii-Paddack), tiene lugar cuando la luz que llega del Sol es absorbida y se reemite desde la superficie del objeto en forma de calor. Cuando la forma del asteroide es muy irregular el calor no se irradia de manera uniforme y esto genera una pequeña, pero continua, torsión en el cuerpo que altera su giro [3], [4].

El equipo de Lowry comprobó, tras llevar a cabo las medidas, que el efecto YORP aceleraba lentamente la velocidad a la que gira Itokawa. El cambio en la velocidad de la rotación es muy pequeño (tan solo 0,045 segundos al año). Pero esta información es muy diferente a la esperada y solo puede explicarse si las dos partes del asteroide en forma de cacahuete tienen diferentes densidades.

Una visión esquemática del extraño asteroide en forma de cacahuete Itokawa. Con medidas extremadamente precisas realizadas con el telescopio NTT (New Technology Telescope) de ESO, y combinándolas con un modelo de la superficie topográfica del asteroide, un equipo de astrónomos ha descubierto que diferentes partes de este asteroide tienen distintas densidades. Además de revelarnos secretos sobre la propia formación del asteroide, descubrir qué se esconde bajo la superficie de un asteroide también puede arrojar luz sobre el misterio de qué sucede cuando los cuerpos chocan en el Sistema Solar, proporcionándonos claves sobre la formación de los planetas. El modelo utilizado para esta impresión artística está basado en imágenes obtenidas con la sonda Hayabusa, de JAXA. Crédito: ESO. Acknowledgement: JAXA

Es la primera vez que los astrónomos han encontrado evidencias de la gran variedad que puede tener la estructura interna de los asteroides. Hasta ahora, las propiedades del interior de los asteroides solo podían inferirse a través de medidas de densidad globales y aproximadas. Este inusual vistazo al variado interior de Itokawa ha desencadenado muchas especulaciones acerca de su formación. Una posibilidad es que esté formado a partir de los dos componentes de un asteroide doble después de que estos chocaran y se fusionaran.

Lowry añade que “Descubrir que el interior de los asteroides no es homogéneo tiene implicaciones de amplio alcance, especialmente para los modelos de formación de asteroides binarios. También podría ayudar en los trabajos que se desarrollan para reducir el riesgo de colisión de asteroides contra la Tierra, o con los planes de futuros viajes a estos cuerpos rocosos”.

Esta nueva capacidad de estudiar el interior de un asteroide es un importante paso adelante y puede ayudar a responder muchas preguntas relacionadas con estos misteriosos objetos.

Notas

[1] Además de con el NTT, para este trabajo se han utilizado medidas de brillo obtenidas con los siguientes telescopios: Telescopio de 60 pulgadas del Observatorio Palomar (California, EE.UU.); Observatorio Table Mountain (California, EE.UU.); Telescopio de 60 pulgadas del Observatorio Steward (Arizona, EE.UU.); Telescopio Bok de 90 pulgadas del Observatorio Steward (Arizona, EE.UU.); Telescopio Liverpool de 2 metros (La Palma, España); Telescopio Isaac Newton de 2,5 metros (La Palma, España); y Telescopio Hale de 5 metros del Observatorio Palomar (California, EE.UU.).

[2] Se ha estimado que la densidad del interior varía de 1,75 a 2,85 gramos por centímetro cúbico. Las dos densidades se refieren a dos partes distintas de Itokawa.

[3] Haciendo una analogía burda y sencilla para explicar el efecto YORP, si uno hiciera brillar un rayo de luz lo suficientemente intenso a través de una hélice, lentamente empezaría a girar debido a un efecto similar.

[4] Lowry y sus colegas fueron los primeros en observar el efecto en acción en un pequeño asteroide conocido como 2000 PH5 (ahora se le conoce como 54509 YORP, ver eso0711). Las instalaciones de ESO también tuvieron un importante papel en este estudio, realizado con anterioridad.

Artículo científico: S. C. Lowry, P. R. Weissman, S. R. Duddy, B. Rozitis, A. Fitzsimmons, S. F. Green, M. D. Hicks, C. Snodgrass, S. D. Wolters, S. R. Chesley, J. Pittichová and P. van Oers6. The internal structure of asteroid (25143) Itokawa as revealed by detection of YORP spin-up. Astronomy & Astrophysics, Astronomy & Astrophysics, doi: 10.1051/0004-6361/201322602

Fuente: ESO