La acción de la luz del Sol explica los asteroides que “vuelan en formación” detrás de Marte

Representación artística de un asteroide que se rompe bajo la tensión producida por su propio giro.

El poder de la luz solar parece estar creando y destruyendo simultáneamente familias de asteroides, según un nuevo estudio de los troyanos de Marte, asteroides  que acompañan al planeta  como  aviones en formación.  El resultado, reportado en la  reunión de la  División de  Ciencias Planetarias de la Sociedad Astronómica Estadounidense en Provo, Utah, resuelve un pequeño misterio y podría explicar la creación de familias de asteroides en otras partes del Sistema Solar.

Los troyanos de Marte comparten la misma órbita que el Planeta Rojo, pero siempre se mantienen 60 ° por delante o por detrás, en los llamados cuarto y quinto puntos de Lagrange (L4 y L5; ver figura). Allí, los asteroides orbitan el planeta a la misma velocidad que orbitan el Sol. Como resultado, las órbitas de los asteroides se estabilizan mediante interacciones gravitacionales tanto con el Sol como con el planeta. Los asteroides Troyanos están más comúnmente asociados con Júpiter, que tiene más de 6000. Entre los planetas interiores, sólo Marte posee Troyanos, 10 de ellos, con el más grande que mide alrededor de 2 kilómetros de diámetro.

Izquierda: Los caminos trazados por los siete troyanos marcianos alrededor de L4 o L5 (cruces) en un marco que gira con la velocidad angular promedio de Marte (disco rojo) alrededor del Sol (disco amarillo). Una revolución completa alrededor del punto de Lagrange correspondiente tarda aproximadamente 1.400 años en completarse. El círculo punteado indica la distancia promedio entre Marte y el Sol. Derecha: Detalle del panel izquierdo (delimitado por el rectángulo punteado) que muestra el movimiento, durante más de 1.400 años, de los seis troyanos en L5: 1998 VF31 (azul), Eureka (rojo) y los objetos identificados en el nuevo trabajo (ámbar). Tenga en cuenta la similitud de las trayectorias de estos últimos con la de Eureka. Los discos indican los tamaños relativos estimados de los asteroides. Crédito: Apostolos Christou/Armagh Observatory & Planetarium in Northern Ireland.
Los Troyanos de Marte han desconcertado a los astrónomos. En lugar de ser dispersados ​​aleatoriamente, nueve de cada 10 se encuentran en L5, detrás del planeta. Lo que es más, todos menos uno de estos troyanos detrás del planeta, navegan en órbitas muy similares, lo que sugiere que una vez fueron pedazos de Eureka, el miembro más grande del grupo. Normalmente, el orígen de dicha familia de asteroides se atribuiría a otro asteroide que colisiona con el miembro más grande. Pero las órbitas de la familia de Eureka son tan similares que sólo una colisión increíblemente suave y, por lo tanto, poco probable, podría haber hecho el truco, dice Apostolos Christou, un Astrónomo  Investigador en el Observatorio y Planetario de Armagh, en Armagh, Irlanda del Norte.
Ahora, sin embargo, Christou y sus colegas dicen que han  resuelto el misterio . En lugar de provenir de un impacto, la progenie de Eureka parece haberse formado a través de un fenómeno bien conocido llamado el efecto  Yarkovsky-O’Keefe-Radzievskii-Paddack (YORP), en el que un asteroide “acelera su rotación” a velocidades cada vez más mayores debido a un desequilibrio de las presiones de radiación: por un lado la luz del Sol golpeando su superficie y por otro  la luz infrarroja radiada al espacio desde las partes cálidas de su superficie. “Eventualmente llega un momento en el que la velocidad de rotación es tan alta y entonces todas las partes (bits) que componen el asteroide no pueden permanecer juntas y comienzan a separarse (a volar) “, dice Christou. “A falta de un término mejor, los llamo YORPlets”.
Pero si esto sucedió con Eureka, ¿por qué los otros dos asteroides troyanos de Marte no tienen familias? En un caso, dice Christou, el asteroide parece estar rotando caóticamente, evitando que las fuerzas relativamente pequeñas del efecto YORP se acumulen. En el otro caso, el asteroide puede estar girando lo suficientemente rápido como para arrojar YORPlets, pero cualquiera de ellos se dispersaría rápidamente en órbitas no relacionadas porque su asteroide padre se encuentra cerca del borde de la zona de estabilidad de los Troyanos. Su migración fuera de esta zona sería el resultado de otro efecto de presión de radiación solar conocido como efecto Yarkovsky, que, en lugar de cambiar el giro de un asteroide, cambia su órbita. “Así que las fuerzas de radiación solar, concretamente Yarkovsky y YORP, pueden crear, pero también expulsar, asteroides de las nubes troyanas marcianas”, dice Christou.
La nueva explicación “me parece muy razonable”, dice Humberto Campins, un investigador de asteroides de la Universidad de Florida Central en Orlando, que no participó en el estudio. El efecto YORP, agrega, también puede desempeñar un papel importante en los  Asteroides Cercanos a la Tierra, que explica por qué tantos de ellos vienen en parejas o en grupos de tres.
Aprender más sobre los Troyanos marcianos también podría ser útil para futuras exploraciones espaciales, señala Campins. “Estos podrían ser recursos para viajes a Marte”, dice. “Si tienen minerales hidratados, entonces puedes explotarlos para obtener combustible. Éstos podrían ser útiles en el camino a Marte, o en el camino de regreso”.
Fuente del artículo: Science Magazine.  Artículo original:”Sun’s light touch explains asteroids flying in formation behind Mars“, Richard Lovett, doi: 10.1126 / science.aar2794.
Material relacionado:
La misma noticia publicada por el Armagh Observatory y traducida por la LIADA:
Un vivero de asteroides alimentado con energía solar en la órbita de Marte. Amelia Ortiz, SEDA/LIADA.
El estudio preliminar a éste presentado por  Apostolos Christou:
An Asteroid Pile-up in the Orbit of MarsKeith Cowing. SpaceRef. October 7, 2013. La conferencia de prensa con la presentación de este trabajo durante la Reunión Nº 49 de la División de Ciencias Planetarias de la Sociedad Americana de Astronomía en Provo, Utah,  puede verla aquí.
Yarkovsky-Driven Spreading of the Eureka Family of Mars TrojansMatija Cuk , Apostolos A. Christou, Douglas P. Hamilton. January 30, 2015.

 

Sobre los Troyanos:
Los Puntos de Lagrange: Zonas de Acumulación  de Asteroides. Blog Universo.
Asteroides Troyanos. Blog Universo.
Mars Troyans. Wikipedia.
The olivine-dominated composition of the Eureka family of Mars Trojan asteroids.G. Borisov A. Christou S. Bagnulo A. Cellino T. Kwiatkowski A. Dell’OroMonthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 466, Issue 1, 1 April 2017, Pages 489–495.
A Martian origin for the Mars Trojan asteroids. D. Polishook, S. A. JacobsonA. Morbidelli O. AharonsonNature Astronomy ,17 July 2017 . Disponible en Timbó.
Sobre los efectos Yarkovsky y YORP:
El lector puede leer los artículos de Wikipedia en Español e Inglés. También:
Drifting Through SpaceStory by Dan Gallagher | Visualizations by Chris Smith. NASA Visualization Explorer/ Goddard Space Flight Center. August 18, 2015.
Asteroids: Spun in the Sun. William Bottke, Nature Journal, 7 March 2007. Disponible en Timbó. En este artículo se hace una presentación del efecto YORP , su historia, y también expone sus implicaciones, como responsable de varios fenómenos observados. Es la versión dirigida al público no especializado, del paper : 
The Yarkovsky and YORP Effects: Implications for Asteroid Dynamics.William F. Bottke, David Vokrouhlicky, David P. Rubincam, and David Nesvorný Annu. Rev. Earth. Planet. Sci. 2006.34:157-191. 
The YORP Effect Detected on Near-Earth Asteroid 2000 PH5. Isaac Newton Group of Telescopes. La primera detección del efecto YORP.
Spin control for asteroids. Richard P. BinzelNature Journal, 11 September 2003) | doi:10.1038/425131a. Disponible en Timbó.
Rotational breakup as the origin of small binary asteroids.  Kevin J. Walsh, Derek C. Richardson , Patrick MichelNature 454, 188-191 (10 July 2008) | doi:10.1038/nature07078. Disponible en Timbó.
An asteroid breakup 160 Myr ago as the probable source of the K/T impactor. William F. Bottke,  David Vokrouhlický & David Nesvorný. Nature 449, 48-53 (6 September 2007) | doi:10.1038/nature06070. Disponible en Timbó.
Yarkovsky and YORP Effect Propulsion for Long-life Starprobes. Paul Glister. Centauri Dreams. June 22, 2015.
Videos y animaciones:
The Lagrangian Points are Awesome… Tutorial .dcaulf . 27 Nov. 2012.
Lagrange points animation3D4U, 24 mar. 2013.
Trojan Asteroids and Lagrange PointsRobert Kolenkow- Berkeleycompass.  Dec. 5, 2012. (Nivel avanzado).
Searching for Earth’s Trojan Asteroids. NASA/Goddard. February 9, 2017.
Earth’s first Trojan Asteroid 2010 TK7Kurdistan Planetarium.  29 july, 2011.
How Sunlight Pushes Asteroids. NASA/Goddard. 2015.