ASTRONOMÍA. Encuentran un asteroide compartiendo la órbita de Marte

Encuentran un asteroide compartiendo la órbita de Marte

 

Los asteroides troyanos de Marte. Fuente: Observatorio Armagh

Los astrónomos descubrieron otro asteroide que comparte la órbita de Marte. Este tipo de asteroides se llaman troyanos y orbitan en dos grupos, uno delante y otro detrás del planeta. Pero los orígenes de los troyanos de Marte no están claros.

¿Puede este nuevo descubrimiento ayudar a explicar de dónde vienen?

En la actualidad hay 14 troyanos de Marte conocidos y el nombre del más nuevo es 2023 FW14. Están en dos grupos, uno a 60 grados por delante y otro a 60 grados por detrás de Marte. Estos son los 4 puntos de Lagrange y los 5 puntos de Lagrange .

La mayoría de los troyanos de Marte se encuentran en el punto L5, y este recién descubierto es el segundo que se encuentra en el punto L4.

Una nueva investigación publicada en la revista Astronomy and Astrophysics presenta el descubrimiento. Su título es “ Dinámica de 2023 FW14, el segundo troyano L4 de Marte, y una caracterización física utilizando el Gran Telescopio Canarias de 10,4 m ”. El autor principal es Raúl de la Fuente Marcos del Departamento de Física de la Tierra y Astrofísica de la Universidad Complutense de Madrid.

Los científicos no están seguros de dónde vinieron los troyanos de Marte. Es posible que Júpiter haya capturado otros troyanos como los troyanos de Júpiter en los primeros años del Sistema Solar. O es posible que Júpiter los haya capturado más tarde, cuando migró.

Pero Marte es un planeta mucho menos masivo y los astrónomos no están seguros de si Marte puede capturar troyanos de la misma manera que lo hace Júpiter. Los troyanos de Marte podrían ser tan antiguos como los de Júpiter, pero algunas pruebas sugieren lo contrario. La docena o más de troyanos en el punto L5 de Marte parecen ser una familia de la misma colisión. La familia se llama Eureka y sus espectros indican una composición rica en olivino.

La olivina es relativamente rara en el cinturón de asteroides principal. Esto llevó a algunos investigadores a sugerir que los troyanos L5 de Marte son restos de un antiguo impacto entre Marte, donde el olivino es común, y un planetesimal.

Los dos troyanos L4 Mars son diferentes. No tienen el mismo espectro que los troyanos L5, pero ambos muestran algunas similitudes en sus espectros, por lo que es posible que exista un origen común para estos dos.

En este artículo, los investigadores se propusieron determinar los orígenes del 2023 FW14. Utilizaron el Gran Telescopio Canarias para su trabajo. Es un telescopio de 10,4 metros en las Islas Canarias de España con un instrumento adjunto llamado espectrógrafo de cámara OSIRIS.

El espectro de 2023 FW14 lo ubica en la misma clase que un asteroide de tipo Xc. El nombre de tipo X contiene varios tipos diferentes de asteroides con espectros similares pero probablemente con composiciones diferentes. Los tipos Xc son una subclase de los tipos X que son intermedios entre los asteroides de tipo C , el tipo de asteroide más común en el Sistema Solar, y los poco comunes asteroides de tipo K.

Este gráfico de la investigación muestra el espectro de 2023 FW14 y varios espectros del otro troyano L4 Mars conocido (121514) 1999 UJ7. El naranja muestra 2023 FW14, y la línea roja representa la mejor coincidencia taxonómica de asteroides, el tipo Xc. El verde azulado, el azul y el verde muestran diferentes espectros publicados de 1999 UJ7. El área gris llena todo el dominio entre las clases medias de asteroides de tipo B y tipo D. Crédito de imagen: Marcos et al. 2024.

Los investigadores también utilizaron simulaciones de N-cuerpos para intentar comprender la resonancia del nuevo asteroide con Marte. Los troyanos siguen lo que se conoce como órbitas de renacuajo. Las órbitas de los renacuajos están influenciadas por la gravedad de la Tierra, que hace que los objetos se liberen, aceleren o desaceleren alternativamente

Las órbitas de los renacuajos son complejas. Los asteroides en estas órbitas intercambian grandes cantidades de energía y momento angular con un planeta que se mueve en una órbita circular. Los bucles de renacuajo están formados por múltiples bucles epicíclicos superpuestos.


Este vídeo ilustra la órbita del renacuajo seguida por un asteroide en la L4 de Júpiter, no en la L4 de Marte, pero el concepto es el mismo.

2023 FW14 tiene una mayor excentricidad orbital y una menor inclinación que el otro troyano L4 de Marte. Esto significa que ocupa una región inestable y orbita al capricho de varias resonancias diferentes. Esa inestabilidad significa que en unos pocos millones de años probablemente será expulsado.

Los investigadores calcularon su tamaño en aproximadamente 318 metros (+493/-199). Esto lo convierte en uno de los troyanos más pequeños conocidos hasta el momento.

En cuanto a su origen, los autores dicen que hay dos posibilidades. Su comportamiento a largo plazo, incluido su pasado, sugiere que fue capturado de la población de asteroides cercanos a la Tierra (NEA) que cruzan Marte. Pero también podría ser un fragmento de otro troyano, uno que aún no se ha descubierto o uno que ya no es un troyano.

Los datos espectrales sugieren algo más. Ambos asteroides L4 parecen ser más primitivos que los troyanos L5 de Marte. El espectro de 2023 FW14 también respalda la idea de que es un NEA capturado que cruza Marte. Sin embargo, esos datos no son tan claros, según los autores, y no pueden usarse para descartar la otra hipótesis, que es que el asteroide se formó in situ. “Aunque están incompletos, los datos respaldan la interpretación de 2023 FW14 como un intruso capturado de la población NEA que cruza Marte, pero no pueden usarse para rechazar la hipótesis contraria de que 2023 FW14 se produjo in situ”, escriben los autores del estudio.

Cualesquiera que sean sus orígenes, los investigadores calculan que a 2023 FW14 le quedan unos 10 millones de años antes de ser expulsado de su órbita troyana. Es un troyano temporal, y este descubrimiento podría demostrar que los troyanos de Marte pueden capturarse temporalmente, algo que hasta ahora no se ha demostrado.

Fuente: R. de la Fuente Marcos et al. Dynamics of 2023 FW14, the second L4 Mars trojan, and a physical characterization using the 10.4 m Gran Telescopio Canarias. DOI: https://doi.org/10.1051/0004-6361/202449688 A&A, Volume 683, March 2024

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