Los datos de la misi贸n Gaia de la Agencia Espacial Europea han permitido establecer un cat谩logo detallado de las rotaciones asteroidales gracias al an谩lisis de sus curvas de luz. Estas curvas miden las variaciones de luminosidad de un asteroide a lo largo de su rotaci贸n. Al trazar estos datos en un gr谩fico per铆odo de rotaci贸n/di谩metro, los investigadores descubrieron un l铆mite claro que separa dos poblaciones distintas de asteroides. Esta divisi贸n inesperada intrig贸 a la comunidad cient铆fica y motiv贸 nuevas investigaciones.
El equipo del Dr. Wen-Han Zhou, principalmente ubicado en el Observatorio de la Costa Azul en Francia, desarroll贸 un modelo innovador que explica esta separaci贸n. Su enfoque integra dos fen贸menos antag贸nicos: las colisiones en el cintur贸n de asteroides que perturban la rotaci贸n, y las fricciones internas que tienden a estabilizar el movimiento. Las colisiones pueden provocar que los asteroides entren en un estado de rotaci贸n ca贸tica llamado 'tumbling', mientras que la fricci贸n interna los devuelve gradualmente a una rotaci贸n estable alrededor de un 煤nico eje.
La aplicaci贸n de herramientas de inteligencia artificial a los datos de Gaia confirm贸 las predicciones del modelo con una precisi贸n notable. Los asteroides situados bajo la l铆nea de separaci贸n presentan rotaciones lentas y desordenadas con per铆odos inferiores a 30 horas. Los que est谩n arriba giran m谩s r谩pidamente y de manera regular.
El efecto de la luz solar tambi茅n juega un papel determinante en esta din谩mica. Para los asteroides en rotaci贸n estable, la absorci贸n y reemisi贸n de fotones crea un empuje constante que puede acelerar o frenar gradualmente su rotaci贸n. En cambio, para los asteroides en rotaci贸n ca贸tica, este empuje se neutraliza porque diferentes partes de la superficie est谩n expuestas al sol de manera aleatoria. Esta ausencia de efecto direccional mantiene a los asteroides en un estado de rotaci贸n lenta y desordenada.
Estos descubrimientos tienen implicaciones pr谩cticas importantes para la defensa planetaria. La comprensi贸n del v铆nculo entre rotaci贸n y estructura interna permite deducir las propiedades mec谩nicas de los asteroides. Los datos respaldan la imagen de asteroides constituidos por 'rubble piles' - acumulaciones de escombros d茅bilmente unidos con muchas cavidades cubiertas de regolito. Esta estructura influye directamente en c贸mo un asteroide reaccionar铆a a una misi贸n de desviaci贸n como DART de la NASA.
Las futuras observaciones del Observatorio Vera C. Rubin permitir谩n aplicar este m茅todo a millones de asteroides. Este enfoque promete revolucionar nuestra comprensi贸n de la evoluci贸n y composici贸n de los peque帽os cuerpos del Sistema Solar, al tiempo que proporciona informaci贸n para proteger nuestro planeta de impactos potenciales.
A la izquierda: datos de observaci贸n de Gaia que muestran la distribuci贸n de asteroides seg煤n su per铆odo de rotaci贸n y su di谩metro. Los asteroides en rotaci贸n ca贸tica ("tumblers") se identifican gracias a la base LCDB.
A la derecha: resultados de simulaciones num茅ricas que reproducen esta distribuci贸n. Las l铆neas grises indican una marcada diferencia en la distribuci贸n. El efecto YORP: c贸mo la luz solar influye en la rotaci贸n de los asteroides
El efecto YORP (Yarkovsky-O'Keefe-Radzievskii-Paddack) describe c贸mo la radiaci贸n t茅rmica emitida por un asteroide puede modificar su velocidad de rotaci贸n. Cuando la superficie de un asteroide absorbe la luz solar, se calienta y reemite esta energ铆a en forma de radiaci贸n infrarroja.
Esta emisi贸n t茅rmica produce un empuje min煤sculo pero acumulativo. La forma irregular del asteroide hace que este empuje no se distribuya uniformemente, creando un par neto que puede acelerar o frenar la rotaci贸n. El efecto es particularmente significativo para los asteroides peque帽os cuya superficie es grande en relaci贸n con su masa.
En escalas de tiempo de millones de a帽os, el efecto YORP puede transformar radicalmente la rotaci贸n de un asteroide. Puede sincronizar su rotaci贸n, o por el contrario acelerarla hasta provocar la dislocaci贸n del objeto por fuerza centr铆fuga.
La comprensi贸n de este efecto permite a los astr贸nomos rastrear la historia t茅rmica y rotacional de los asteroides, ofreciendo pistas sobre su edad y evoluci贸n en el Sistema Solar.
La estructura interna de los asteroides: acumulaciones de escombros c贸smicos
La mayor铆a de los asteroides no son bloques rocosos monol铆ticos sino m谩s bien 'rubble piles' - agregados de fragmentos mantenidos unidos por la d茅bil gravedad. Esta estructura particular resulta de miles de millones de a帽os de colisiones sucesivas que han quebrado y reensamblado los materiales primitivos.
Estas acumulaciones presentan una porosidad importante, con hasta 50% de vac铆o en su volumen total. Esta estructura explica su baja densidad promedio y su comportamiento mec谩nico particular. Durante un impacto, la energ铆a se absorbe y dispersa a trav茅s de la red de fragmentos en lugar de concentrarse en un punto.
La superficie de los asteroides generalmente est谩 cubierta por una capa de regolito - un polvo fino producido por el bombardeo micrometeor铆tico continuo. Esta capa puede alcanzar varios metros de espesor en los asteroides m谩s grandes y modifica sus propiedades t茅rmicas y mec谩nicas.
Comprender esta estructura interna es importante para las misiones espaciales que buscan muestrear o desviar asteroides. Un 'rubble pile' reaccionar谩 de manera diferente a un impacto que un cuerpo s贸lido, requiriendo enfoques espec铆ficos para las operaciones de defensa planetaria.
Fuente: EPSC Abstracts