Asteroide
Definición
Los asteroides son planetas menores, especialmente los del Sistema Solar interior. Los más grandes también se han llamado planetoides . Estos términos se han aplicado históricamente a cualquier objeto astronómico que orbita el Sol que no mostró el disco de un planeta y no se observó que tuviera las características de un cometa activo. Cuando se descubrieron planetas menores en el Sistema Solar exterior y se descubrió que tenían superficies volátiles que se asemejaban a las de los cometas, con frecuencia se distinguían de los asteroides del cinturón de asteroides. En este artículo, el término "asteroide" se refiere a los planetas menores del Sistema Solar interior, incluidos los co-orbitales con Júpiter.
Hay millones de asteroides, muchos de los cuales se cree que son los restos destrozados de planetesimales, cuerpos dentro de la nebulosa solar del joven Sol que nunca crecieron lo suficiente como para convertirse en planetas. La gran mayoría de los asteroides conocidos orbitan en el cinturón de asteroides entre las órbitas de Marte y Júpiter, o son co-orbitales con Júpiter (los troyanos de Júpiter). Sin embargo, existen otras familias orbitales con poblaciones significativas, incluidos los objetos cercanos a la Tierra. Los asteroides individuales se clasifican por sus espectros característicos, y la mayoría cae en tres grupos principales: tipo C, tipo M y tipo S. Estos fueron nombrados después y generalmente se identifican con composiciones ricas en carbono, metálicas y de silicato (pedregosas), respectivamente. El tamaño de los asteroides varía mucho; el más grande tiene casi 1,000 km (625 mi) de ancho.
Los asteroides se diferencian de los cometas y meteoroides. En el caso de los cometas, la diferencia es la composición: mientras que los asteroides se componen principalmente de minerales y rocas, los cometas están compuestos de polvo y hielo. Además, los asteroides se formaron más cerca del sol, impidiendo el desarrollo del hielo cometario antes mencionado. La diferencia entre los asteroides y los meteoritos es principalmente de tamaño: los meteoroides tienen un diámetro de menos de un metro, mientras que los asteroides tienen un diámetro de más de un metro. Finalmente, los meteoroides pueden estar compuestos de materiales cometarios o asteroidales.
Solo un asteroide, 4 Vesta, que tiene una superficie relativamente reflectante, normalmente es visible a simple vista, y esto solo en cielos muy oscuros cuando está posicionado favorablemente. En raras ocasiones, pequeños asteroides que pasan cerca de la Tierra pueden ser visibles a simple vista por un corto tiempo. A partir de octubre de 2017, el Minor Planet Center tenía datos sobre casi 745,000 objetos en el Sistema Solar interior y exterior, de los cuales casi 504,000 tenían suficiente información para recibir designaciones numeradas.
Las Naciones Unidas declararon el 30 de junio de 2018 como el Día Internacional de los Asteroides para educar al público sobre los asteroides. La fecha del Día Internacional del Asteroide conmemora el aniversario del impacto del asteroide Tunguska sobre Siberia, Federación de Rusia, el 30 de junio de 1908.
En abril de 2018, la Fundación B612 informó: "Es un 100% seguro de que seremos atacados [por un asteroide devastador], pero no estamos 100 por ciento seguros de cuándo".
Descubrimiento
El primer asteroide que se descubrió, Ceres, se consideró originalmente como un nuevo planeta. Esto fue seguido por el descubrimiento de otros cuerpos similares, que, con el equipo de la época, parecían ser puntos de luz, como estrellas, mostrando poco o ningún disco planetario, aunque fácilmente distinguibles de las estrellas debido a sus movimientos aparentes. Esto llevó al astrónomo Sir William Herschel proponer el término "asteroide", acuñado en griego como ἀστεροειδής o asteroeidēs , que significa 'en forma de estrella, en forma de estrella', y derivado del griego antiguo ἀστήρ Aster 'estrella, planeta'. En la segunda mitad del siglo XIX, los términos "asteroide" y "planeta" (no siempre calificados como "menores") todavía se usaban indistintamente.
Métodos históricos
Los métodos de descubrimiento de asteroides han mejorado dramáticamente en los últimos dos siglos.
En los últimos años del siglo XVIII, el barón Franz Xaver von Zach organizó un grupo de 24 astrónomos para buscar en el cielo el planeta desaparecido que la ley de Titius-Bode predijo a aproximadamente 2.8 UA del Sol, en parte debido al descubrimiento, por Sir William Herschel en 1781, del planeta Uranusat la distancia prevista por la ley. Esta tarea requirió que se prepararan diagramas de cielo dibujados a mano para todas las estrellas en la banda zodiacal hasta un límite de desmayo acordado. En las noches siguientes, el cielo se trazaría de nuevo y, con suerte, se detectaría cualquier objeto en movimiento. El movimiento esperado del planeta desaparecido fue de aproximadamente 30 segundos de arco por hora, fácilmente discernible por los observadores.
El primer objeto, Ceres, no fue descubierto por un miembro del grupo, sino por accidente en 1801 por Giuseppe Piazzi, director del observatorio de Palermo en Sicilia. Descubrió un nuevo objeto parecido a una estrella en Tauro y siguió el desplazamiento de este objeto durante varias noches. Más tarde ese año, Carl Friedrich Gauss usó estas observaciones para calcular la órbita de este objeto desconocido, que se encontró que estaba entre los planetas Marte y Júpiter. Piazzi lo nombró por Ceres, la diosa romana de la agricultura.
Otros tres asteroides (2 Pallas, 3 Juno y 4 Vesta) se descubrieron en los años siguientes, con Vesta en 1807. Después de ocho años más de búsquedas infructuosas, la mayoría de los astrónomos supusieron que no había más y abandonaron las búsquedas.
Sin embargo, Karl Ludwig Hencke persistió y comenzó a buscar más asteroides en 1830. Quince años después, encontró 5 Astraea, el primer asteroide nuevo en 38 años. También encontró 6 Hebe menos de dos años después. Después de esto, otros astrónomos se unieron en la búsqueda y al menos un nuevo asteroide fue descubierto cada año después de eso (excepto los años de guerra de 1944 y 1945). Notables cazadores de asteroides de esta temprana era fueron JR Hind, Annibale de Gasparis, Robert Luther, HMS Goldschmidt, Jean Chacornac, James Ferguson, Norman Robert Pogson, EW Tempel, JC Watson, CHF Peters, A. Borrelly, J. Palisa, el Henry hermanos y Auguste Charlois.
En 1891, Max Wolf fue pionero en el uso de la astrofotografía para detectar asteroides, que aparecían como rayas cortas en placas fotográficas de larga exposición. Esto aumentó drásticamente la tasa de detección en comparación con los métodos visuales anteriores: Wolf solo descubrió 248 asteroides, comenzando con 323 Brucia, mientras que solo un poco más de 300 se descubrieron hasta ese momento. Se sabía que había muchos más, pero la mayoría de los astrónomos no se molestaron con ellos, llamándolos "alimañas de los cielos", una frase que se atribuyó a Eduard Suess y Edmund Weiss. Incluso un siglo después, solo unos pocos miles de asteroides fueron identificados, numerados y nombrados.
Métodos manuales de la década de 1900 y los informes modernos
Hasta 1998, los asteroides fueron descubiertos por un proceso de cuatro pasos. Primero, una región del cielo fue fotografiada por un telescopio de campo amplio o astrografo. Se tomaron pares de fotografías, generalmente con una hora de diferencia. Se pueden tomar múltiples pares durante una serie de días. Segundo, las dos películas o placas de la misma región se vieron bajo un estereoscopio. Cualquier cuerpo en órbita alrededor del Sol se movería ligeramente entre el par de películas. Debajo del estereoscopio, la imagen del cuerpo parece flotar ligeramente sobre el fondo de estrellas. En tercer lugar, una vez que se identificó un cuerpo en movimiento, su ubicación se mediría con precisión utilizando un microscopio de digitalización. La ubicación se mediría en relación con las ubicaciones de estrellas conocidas.
Estos tres primeros pasos no constituyen un descubrimiento de asteroides: el observador solo ha encontrado una aparición, que obtiene una designación provisional, compuesta por el año de descubrimiento, una carta que representa el medio mes de descubrimiento y, finalmente, una letra y un número que indica el número secuencial del descubrimiento (ejemplo: 1998 FJ 74 ).
El último paso del descubrimiento es enviar las ubicaciones y el tiempo de las observaciones al Minor Planet Center, donde los programas de computadora determinan si una aparición une las apariciones anteriores en una sola órbita. Si es así, el objeto recibe un número de catálogo y el observador de la primera aparición con una órbita calculada es declarado descubridor, y se le otorga el honor de nombrar el objeto sujeto a la aprobación de la Unión Astronómica Internacional.
Métodos computarizados
Existe un interés creciente en la identificación de asteroides cuyas órbitas cruzan la Tierra, y que podrían, con el tiempo suficiente, colisionar con la Tierra (ver asteroides que cruzan la Tierra ) . Los tres grupos más importantes de asteroides cercanos a la Tierra son Apollos, Amors y Atens. Se han propuesto varias estrategias de desviación de asteroides, ya en la década de 1960.
El asteroide cercano a la Tierra 433 Eros había sido descubierto ya en 1898, y la década de 1930 trajo una ráfaga de objetos similares. En orden de descubrimiento, estos fueron: 1221 Amor, 1862 Apolo, 2101 Adonis, y finalmente 69230 Hermes, que se acercaron a 0.005 UA de la Tierra en 1937. Los astrónomos comenzaron a darse cuenta de las posibilidades del impacto de la Tierra.
Dos eventos en décadas posteriores aumentaron la alarma: la creciente aceptación de la hipótesis de Alvarez de que un evento de impacto resultó en la extinción Cretácico-Paleógeno y la observación de 1994 del cometa Shoemaker-Levy 9 chocando contra Júpiter. El ejército estadounidense también desclasificó la información de que sus satélites militares, construidos para detectar explosiones nucleares, habían detectado cientos de impactos en la atmósfera superior por objetos que iban de uno a diez metros de diámetro.
Todas estas consideraciones ayudaron a impulsar el lanzamiento de encuestas altamente eficientes que consisten en cámaras con dispositivos de carga acoplada (CCD) y computadoras conectadas directamente a los telescopios. A partir de 2011, se estimó que se había descubierto del 89% al 96% de los asteroides cercanos a la Tierra de un kilómetro o más de diámetro. Una lista de equipos que usan dichos sistemas incluye:
- Investigación de asteroides cercanos a la tierra de Lincoln (LINEAR)
- Seguimiento de Asteroides Cercanos a la Tierra (NEAT)
- Spacewatch
- Observatorio de Lowell Búsqueda de objetos cercanos a la tierra (LONEOS)
- Catalina Sky Survey (CSS)
- Encuesta de objetos cercanos a la tierra de Campo Imperatore (CINEOS)
- Asociación japonesa Spaceguard
- Encuesta de asteroides Asiago-DLR (ADAS)
- Pan-STARRS
A partir del 20 de septiembre de 2013, el sistema LINEAR solo ha descubierto 138,393 asteroides. Entre todas las encuestas, se han descubierto 4711 asteroides cercanos a la Tierra, incluyendo más de 600 más de 1 km (0.6 mi) de diámetro.
Terminología
Tradicionalmente, los cuerpos pequeños que orbitaban alrededor del Sol se clasificaban como cometas, asteroides o meteoroides, y cualquier elemento de menos de diez metros se llamaba meteoroide. El documento de 1995 de Beech and Steel propuso una definición de meteoroide que incluye límites de tamaño. El término "asteroide", de la palabra griega para "estrella", nunca tuvo una definición formal, con el término más amplio planeta menor preferido por la Unión Astronómica Internacional.
Sin embargo, después del descubrimiento de los asteroides de menos de diez metros de tamaño, el artículo de Rubin y Grossman de 2010 revisó la definición anterior de meteoroides para objetos de entre 10 μm y 1 metro de tamaño para mantener la distinción entre asteroides y meteoroides. Los asteroides más pequeños descubiertos (basados en la magnitud absoluta H ) son 2008 TS 26 con H = 33.2 y 2011 CQ
1 con H = 32.1 ambos con un tamaño estimado de aproximadamente 1 metro.
1 con H = 32.1 ambos con un tamaño estimado de aproximadamente 1 metro.
En 2006, el término "cuerpo pequeño del Sistema Solar" también se introdujo para cubrir tanto los planetas como los cometas más pequeños. Otros idiomas prefieren "planetoide" (en griego, "parecido a un planeta"), y este término se usa ocasionalmente en inglés, especialmente para planetas menores más grandes, como los planetas enanos, así como una alternativa para los asteroides, ya que no tienen forma de estrella. La palabra "planetesimal" tiene un significado similar, pero se refiere específicamente a los pequeños bloques de construcción de los planetas que existían cuando se estaba formando el Sistema Solar. El término "planetule" fue acuñado por el geólogo William Daniel Conybeare para describir planetas menores, pero no es de uso común. Los tres objetos más grandes en el cinturón de asteroides, Ceres, Pallas y Vesta, crecieron a la etapa de los protoplanetas. Ceres es un planeta enano,
Cuando se encontraron, los asteroides fueron vistos como una clase de objetos distintos de los cometas, y no hubo un término unificado para los dos hasta que el "pequeño cuerpo del Sistema Solar" se acuñó en 2006. La principal diferencia entre un asteroide y un cometa es que un cometa muestra un coma debido a la sublimación de hielos cercanos a la superficie por radiación solar. Algunos objetos han terminado en doble lista porque primero se clasificaron como planetas menores pero luego mostraron evidencia de actividad cometaria. Por el contrario, algunos (tal vez todos) los cometas eventualmente se agotan de sus hielos volátiles superficiales y se convierten en asteroides. Otra distinción es que los cometas suelen tener órbitas más excéntricas que la mayoría de los asteroides; la mayoría de los "asteroides" con órbitas notablemente excéntricas son probablemente cometas dormidos o extintos.
Durante casi dos siglos, desde el descubrimiento de Ceres en 1801 hasta el descubrimiento del primer centauro, Chiron en 1977, todos los asteroides conocidos pasaron la mayor parte de su tiempo en la órbita de Júpiter, aunque algunos como Hidalgo se aventuraron mucho más allá de Júpiter. por parte de su órbita. Aquellos ubicados entre las órbitas de Marte y Júpiter fueron conocidos por muchos años simplemente como Los Asteroides. Cuando los astrónomos comenzaron a encontrar más cuerpos pequeños que permanecieron permanentemente más alejados que Júpiter, ahora llamados centauros, los numeraron entre los asteroides tradicionales, aunque hubo un debate sobre si debían considerarse asteroides o un nuevo tipo de objeto. Luego, cuando se descubrió el primer objeto transneptuniano (aparte de Plutón), Albion, en 1992, y especialmente cuando comenzaron a aparecer grandes cantidades de objetos similares, Se inventaron nuevos términos para eludir el problema: el objeto del cinturón de Kuiper, el objeto transneptuniano, el objeto de disco disperso, y así sucesivamente. Estos habitan en los fríos confines del Sistema Solar donde los hielos permanecen sólidos y no se espera que los cuerpos similares a cometas exhiban mucha actividad cometaria; si los centauros o los objetos transneptunianos se aventuraran cerca del Sol, sus hielos volátiles se sublimarían, y los enfoques tradicionales los clasificarían como cometas y no como asteroides.
El más interno de estos son los objetos del cinturón de Kuiper, llamados "objetos" en parte para evitar la necesidad de clasificarlos como asteroides o cometas. Se cree que son predominantemente de tipo cometa en composición, aunque algunos pueden parecerse más a los asteroides. Además, la mayoría no tienen las órbitas altamente excéntricas asociadas con los cometas, y las descubiertas hasta ahora son más grandes que los núcleos de cometas tradicionales. (Se presume que la nube mucho más distante de Oort es el principal reservorio de cometas dormidos). Otras observaciones recientes, como el análisis del polvo cometario recolectado por la sonda Stardust , difuminan cada vez más la distinción entre cometas y asteroides, sugiriendo "una continuo entre asteroides y cometas "en lugar de una línea divisoria nítida.
Los planetas menores más allá de la órbita de Júpiter a veces también se llaman "asteroides", especialmente en presentaciones populares. Sin embargo, cada vez es más común que el término "asteroide" se restrinja a planetas menores del Sistema Solar interior. Por lo tanto, este artículo se limitará en su mayor parte a los asteroides clásicos: objetos del cinturón de asteroides, troyanos de Júpiter y objetos cercanos a la Tierra.
Cuando la IAU introdujo los pequeños cuerpos de clase del Sistema Solar en 2006 para incluir la mayoría de los objetos clasificados previamente como planetas menores y cometas, crearon la clase de planetas enanos para los planetas menores más grandes, aquellos que tienen suficiente masa para haberse vuelto elipsoidales por su propia gravedad . Según la IAU, "el término 'planeta menor' aún puede ser utilizado, pero generalmente se preferirá el término 'cuerpo del sistema solar pequeño'". Actualmente, solo el objeto más grande en el cinturón de asteroides, Ceres, a unos 975 km (606 mi) de ancho, ha sido colocado en la categoría de planeta enano.
Formación
Se cree que los planetesimales en el cinturón de asteroides evolucionaron mucho como el resto de la nebulosa solar hasta que Júpiter se acercó a su masa actual, en cuyo punto la excitación de las resonancias orbitales con Júpiter expulsó más del 99% de los planetesimales en el cinturón. Las simulaciones y una discontinuidad en la velocidad de giro y las propiedades espectrales sugieren que los asteroides mayores de aproximadamente 120 km (75 millas) de diámetro se acumularon durante esa era temprana, mientras que los cuerpos más pequeños son fragmentos de colisiones entre asteroides durante o después de la interrupción joviana. Ceres y Vesta crecieron lo suficiente como para derretirse y diferenciarse, con pesados elementos metálicos hundiéndose en el núcleo, dejando minerales rocosos en la corteza.
En el modelo de Niza, muchos objetos del cinturón de Kuiper son capturados en el cinturón externo de asteroides, a distancias mayores a 2.6 AU. La mayoría fueron expulsados más tarde por Júpiter, pero los que quedaron pudieron ser los asteroides de tipo D, y posiblemente incluyan a Ceres.
Distribución dentro del sistema solar
Se han descubierto varios grupos dinámicos de asteroides que orbitan en el Sistema Solar interior. Sus órbitas están perturbadas por la gravedad de otros cuerpos en el Sistema Solar y por el efecto Yarkovsky. Las poblaciones significativas incluyen:
Cinturón de asteróides
La mayoría de los asteroides conocidos orbitan dentro del cinturón de asteroides entre las órbitas de Marte y Júpiter, generalmente en órbitas de relativamente baja excentricidad (es decir, no muy alargada). Ahora se estima que este cinturón contiene entre 1.1 y 1.9 millones de asteroides de más de 1 km (0.6 mi) de diámetro y millones de pequeños. Estos asteroides pueden ser remanentes del disco protoplanetario, y en esta región, la acumulación de planetesimales en planetas durante el período formativo del Sistema Solar fue prevenida por grandes perturbaciones gravitacionales por parte de Júpiter.
Troyanos
Los troyanos son poblaciones que comparten una órbita con un planeta o luna más grande, pero no colisionan con él porque orbitan en uno de los dos puntos de estabilidad lagrangianos, L4 y L5, que se encuentran 60 ° por delante y por detrás del cuerpo más grande.
La población más significativa de troyanos son los troyanos de Júpiter. Aunque se han descubierto menos troyanos de Júpiter (a partir de 2010), se cree que son tan numerosos como los asteroides en el cinturón de asteroides. Se han encontrado troyanos en las órbitas de otros planetas, incluidos Venus, la Tierra, Marte, Urano y Neptuno.
Asteroides cercanos a la tierra
Los asteroides cercanos a la Tierra, o NEA, son asteroides que tienen órbitas que pasan cerca de la Tierra. Asteroides que realmente cruzan la trayectoria orbital de la Tierra se conocen como la Tierra que cruzan . A partir de junio de 2016, se conocen 14,464 asteroides cercanos a la Tierra y se estima que el número de más de un kilómetro de diámetro es de 900-1,000.
Características
Distribución de tamaño
Los asteroides varían mucho en tamaño, desde casi 1000 km para el más grande hasta rocas de solo 1 metro de ancho. Los tres más grandes se parecen mucho a los planetas en miniatura: son aproximadamente esféricos, tienen interiores al menos parcialmente diferenciados y se cree que son protoplanetas supervivientes. La gran mayoría, sin embargo, son mucho más pequeños y tienen una forma irregular; se cree que son planetesimales sobrevivientes o fragmentos de cuerpos más grandes.
El planeta enano Ceres es, con mucho, el asteroide más grande, con un diámetro de 975 km (606 millas). Los siguientes más grandes son 4 Vesta y 2 Pallas, ambos con diámetros de poco más de 500 km (300 millas). Vesta es el único asteroide del cinturón principal que, en ocasiones, puede verse a simple vista. En algunas raras ocasiones, un asteroide cercano a la Tierra puede hacerse visible brevemente sin ayuda técnica; ver 99942 Apophis.
La masa de todos los objetos del cinturón de asteroides, que se encuentra entre las órbitas de Marte y Júpiter, se estima en alrededor de 2.8- 3.2 × 10 kg , o alrededor del 4% de la masa de la Luna. De esto, Ceres comprende 0,95 × 10 kg , un tercio del total. Al agregar los siguientes tres objetos más masivos, Vesta (9%), Pallas (7%) e Hygiea (3%), aumentan esta cifra hasta el 51%; mientras que los tres después de eso, 511 Davida (1.2%), 704 Interamnia (1.0%) y 52 Europa (0.9%), solo agregan otro 3% a la masa total. El número de asteroides luego aumenta rápidamente a medida que disminuyen sus masas individuales.
La cantidad de asteroides disminuye marcadamente con el tamaño. Aunque esto generalmente sigue una ley de poder, hay 'baches' a 5 km y 100 km , donde se encuentran más asteroides de lo esperado de una distribución logarítmica.
| Cantidad aproximada de asteroides (N) de un diámetro mayor (D) | ||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| re | 0.1 km | 0.3 km | 0.5 km | 1 km | 3 km | 5 km | 10 km | 30 km | 50 km | 100 km | 200 km | 300 km | 500 km | 900 km |
| norte | 25 000 000 | 4 000 000 | 2 000 000 | 750 000 | 200 000 | 90 000 | 10 000 | 1100 | 600 | 200 | 30 | 5 | 3 | 1 |
Asteroides más grandes
Aunque su ubicación en el cinturón de asteroides los excluye del planeta, los tres objetos más grandes, Ceres, Vesta y Pallas, son protoplanetas intactos que comparten muchas características comunes a los planetas y son atípicos en comparación con la mayoría de los asteroides en forma de "patata". . El cuarto asteroide más grande, Hygiea, tiene un interior indiferenciado, como la mayoría de los asteroides. Entre ellos, los cuatro asteroides más grandes constituyen la mitad de la masa del cinturón de asteroides.
Ceres es el único asteroide con una forma completamente elipsoidal y, por lo tanto, el único que es un planeta enano. Tiene una magnitud absoluta mucho más alta que los otros asteroides, de alrededor de 3.32, y puede poseer una capa superficial de hielo. Al igual que los planetas, Ceres se diferencia: tiene una corteza, un manto y un núcleo. No se han encontrado meteoritos de Ceres en la Tierra.
Vesta, también, tiene un interior diferenciado, aunque formada en el interior línea de congelación del sistema solar, y así está desprovisto de agua, su composición es principalmente de roca de basalto tales como olivino. Aparte del gran cráter en su polo sur, Rheasilvia, Vesta también tiene una forma elipsoidal. Vesta es el órgano principal de la familia Vestian y otros asteroides de tipo V, y es la fuente de los meteoritos HED, que constituyen 5% de todos los meteoritos en la Tierra.
Pallas es inusual en que, al igual que Urano, gira de lado, con su eje de rotación inclinado en ángulos altos respecto a su plano orbital. Su composición es similar a la de Ceres: alta en carbono y silicio, y tal vez parcialmente diferenciada. Pallas es el cuerpo principal de la familia de asteroides de Palladio.
Hygiea es el asteroide carbonoso más grande y, a diferencia de los otros asteroides más grandes, se encuentra relativamente cerca del plano de la eclíptica. Es el miembro más grande y el principal cuerpo presunto de la familia de asteroides Hygiean.
Rotación
Las mediciones de las tasas de rotación de los asteroides grandes en el cinturón de asteroides muestran que hay un límite superior. Ningún asteroide con un diámetro mayor de 100 metros tiene un período de rotación menor a 2.2 horas. Para los asteroides que giran más rápido que aproximadamente esta velocidad, la fuerza de inercia en la superficie es mayor que la fuerza gravitacional, por lo que cualquier material de superficie suelta se arrojará. Sin embargo, un objeto sólido debería poder girar mucho más rápidamente. Esto sugiere que la mayoría de los asteroides con un diámetro de más de 100 metros son pilas de escombros formadas a través de la acumulación de escombros después de las colisiones entre los asteroides.
Composición
La composición física de los asteroides es variada y, en la mayoría de los casos, poco conocida. Ceres parece estar compuesto por un núcleo rocoso cubierto por un manto helado, donde se cree que Vesta tiene un núcleo de níquel y hierro, un manto olivino y una corteza basáltica. 10 Hygiea, sin embargo, que parece tener una composición uniformemente primitiva de condrita carbonosa, se cree que es el asteroide indiferenciado más grande. Se cree que la mayoría de los asteroides más pequeños son montones de escombros unidos por la gravedad, aunque los más grandes probablemente sean sólidos. Algunos asteroides tienen lunas o binarios en órbita conjunta: se cree que las pilas de escombros, las lunas, los binarios y las familias de asteroides diseminados son el resultado de colisiones que afectaron a un asteroide padre, o, posiblemente, a un planeta.
Los asteroides contienen rastros de aminoácidos y otros compuestos orgánicos, y algunos especulan que los impactos de los asteroides pudieron haber sembrado la Tierra primitiva con los químicos necesarios para iniciar la vida, o incluso haber traído la vida a la Tierra (ver también panspermia) . En agosto de 2011, un informe, basado en estudios de la NASA con meteoritos encontrados en la Tierra, fue publicado sugiriendo que los componentes de ADN y ARN (adenina, guanina y moléculas orgánicas relacionadas) pueden haberse formado en asteroides y cometas en el espacio exterior.
El 7 de octubre de 2009, se confirmó la presencia de hielo de agua en la superficie de 24 Themis utilizando la Infrared Telescope Facility de la NASA. La superficie del asteroide aparece completamente cubierta de hielo. A medida que esta capa de hielo se sublima, puede estar siendo reponida por un reservorio de hielo debajo de la superficie. También se detectaron compuestos orgánicos en la superficie. Los científicos plantean la hipótesis de que parte del primer agua traída a la Tierra fue liberada por impactos de asteroides después de la colisión que produjo la Luna. La presencia de hielo en 24 Themis apoya esta teoría.
En octubre de 2013, se detectó agua en un cuerpo extrasolar por primera vez en un asteroide en órbita alrededor de la enana blanca GD 61. El 22 de enero de 2014, los científicos de la Agencia Espacial Europea (ESA) informaron la detección, por primera vez, de agua vapor en Ceres, el objeto más grande en el cinturón de asteroides. La detección se realizó utilizando las capacidades de infrarrojo lejano del Observatorio Espacial Herschel. El hallazgo es inesperado porque los cometas, no los asteroides, suelen considerarse "brotes de chorros y penachos". Según uno de los científicos, "las líneas se vuelven cada vez más borrosas entre los cometas y los asteroides". En mayo de 2016, se han cuestionado importantes datos de asteroides derivados de Wide-field Infrared Survey Explorer y las misiones NEOWISE. Aunque las primeras críticas originales no habían sido revisadas por pares,
Características de la superficie
La mayoría de los asteroides fuera de los "cuatro grandes" (Ceres, Pallas, Vesta e Hygiea) son generalmente similares en apariencia, si tienen una forma irregular. 50-km (31-mi) 253 Mathilde es una pila de escombros saturada de cráteres con diámetros del tamaño del radio del asteroide, y observaciones terrestres de 300-km (186-mi) 511 Davida, uno de los asteroides más grandes después del cuatro grandes, revelan un perfil angular similar, lo que sugiere que también está saturado con cráteres del tamaño de un radio. Los asteroides medianos como Mathilde y 243 Ida que se han observado de cerca también revelan un profundo regolito que cubre la superficie. De los cuatro grandes, Pallas e Hygiea son prácticamente desconocidos. Vesta tiene fracturas de compresión que rodean un cráter del tamaño de un radio en su polo sur, pero por lo demás es un esferoide. Ceres parece bastante diferente en los destellos que Hubble ha proporcionado, La nave espacial Dawn , que entró en la órbita de Ceres el 6 de marzo de 2015.
Color
Los asteroides se vuelven más oscuros y rojos con la edad debido a la intemperie espacial. Sin embargo, la evidencia sugiere que la mayor parte del cambio de color ocurre rápidamente, en los primeros cientos de miles de años, lo que limita la utilidad de la medición espectral para determinar la edad de los asteroides.
Clasificación
Los asteroides se clasifican comúnmente según dos criterios: las características de sus órbitas y las características de su espectro de reflectancia.
Clasificación orbital
Muchos asteroides se han colocado en grupos y familias en función de sus características orbitales. Además de las divisiones más amplias, es costumbre nombrar un grupo de asteroides después de que el primer miembro de ese grupo sea descubierto. Los grupos son asociaciones dinámicas relativamente flexibles, mientras que las familias son más estrictas y resultan de la desintegración catastrófica de un gran asteroide padre en algún momento del pasado. Las familias son más comunes y fáciles de identificar dentro del cinturón principal de asteroides, pero se han reportado varias familias pequeñas entre los troyanos de Júpiter. Las principales familias de cinturones fueron reconocidas por primera vez por Kiyotsugu Hirayama en 1918 y a menudo se las llama familias de Hirayama en su honor.
Alrededor del 30-35% de los cuerpos en el cinturón de asteroides pertenecen a familias dinámicas, cada una de las cuales tiene un origen común en una colisión pasada entre asteroides. Una familia también ha sido asociada con el planeta enano plutóide Haumea.
Cuasi-satélites y objetos de herradura
Algunos asteroides tienen órbitas de herradura inusuales que son co-orbitales con la Tierra o algún otro planeta. Los ejemplos son 3753 Cruithne y 2002 AA
29 . La primera instancia de este tipo de disposición orbital se descubrió entre las lunas de Saturno, Epimeteo y Jano.
29 . La primera instancia de este tipo de disposición orbital se descubrió entre las lunas de Saturno, Epimeteo y Jano.
Algunas veces estos objetos de herradura se vuelven cuasi satelitales por algunas décadas o cientos de años antes de regresar a su estado anterior. Se sabe que tanto la Tierra como Venus tienen cuasi-satélites.
Tales objetos, si están asociados con la Tierra o Venus o incluso hipotéticamente Mercurio, son una clase especial de asteroides Atón. Sin embargo, tales objetos también podrían estar asociados con planetas externos.
Clasificación espectral
En 1975, Clark R. Chapman, David Morrison y Ben Zellner desarrollaron un sistema taxonómico de asteroides basado en el color, el albedo y la forma espectral. Se cree que estas propiedades corresponden a la composición del material de la superficie del asteroide. El sistema de clasificación original tenía tres categorías: tipos C para objetos carbonosos oscuros (75% de asteroides conocidos), tipos S para objetos pedregosos (silíceos) (17% de asteroides conocidos) y U para aquellos que no encajaban en ninguna C o S. Desde entonces, esta clasificación se ha ampliado para incluir muchos otros tipos de asteroides. La cantidad de tipos continúa creciendo a medida que se estudian más asteroides.
Las dos taxonomías más usadas actualmente son la clasificación Tholen y la clasificación SMASS. El primero fue propuesto en 1984 por David J. Tholen, y se basó en datos recogidos de una encuesta de asteroides de ocho colores realizada en la década de 1980. Esto resultó en 14 categorías de asteroides. En 2002, la Encuesta Espectroscópica de Asteroides de Cinturón Principal Pequeño resultó en una versión modificada de la taxonomía de Tholen con 24 tipos diferentes. Ambos sistemas tienen tres categorías amplias de asteroides C, S y X, donde X consiste principalmente en asteroides metálicos, como el tipo M. También hay varias clases más pequeñas.
La proporción de asteroides conocidos que caen en los diversos tipos espectrales no refleja necesariamente la proporción de todos los asteroides que son de ese tipo; algunos tipos son más fáciles de detectar que otros, desvirtuando los totales.
| Clase Tholen | SMASSII (Clase de autobús) | Albedo | Características espectrales |
|---|---|---|---|
| UN | UN | moderar | Pendiente roja muy empinada, corta de 0,75 μm; moderadamente profundo característica de absorción más larga de 0.75 μm. |
| B, C, F, G | B, C, Cb, Ch, Cg, Chg | bajo | Espectros lineales, generalmente sin rasgos. Las diferencias en las características de absorción UV y la presencia / ausencia de absorción angosta tienen cerca de 0.7 μm. |
| re | re | bajo | Espectro relativamente sin rasgos con una pendiente roja muy empinada. |
| E, M, P | X, Xc, Xe, Xk | desde bajo (P) a muy alto (E) | Espectro generalmente sin rasgos distintivos con pendiente rojiza; diferencias en las características de absorción sutil y / o curvatura espectral y / o reflectancia relativa máxima. |
| Q | Q | moderar | Pendiente rojiza corta de 0.7 μm; Absorción profunda y redondeada de 0.75 μm. |
| R | R | moderar | Pendiente rojiza moderada hacia abajo de 0.7 μm; absorción profunda hacia el exterior de 0.75 μm. |
| S | S, Sa, Sk, Sl, Sq, Sr | moderar | Pendiente rojiza moderadamente empinada hacia abajo de 0.7 μm; absorción moderada a empinada hacia el exterior de 0.75 μm; pico de reflectancia a 0.73 μm. Subgrupos de bus intermedios entre S y A, K, L, Q, R clases. |
| T | T | bajo | Moderadamente rojizo corto de 0.75 μm; plano después. |
| V | V | moderar | Reddish shortward de 0.7 μm; absorción extremadamente profunda hacia el exterior de 0.75 μm. |
| - | K | moderar | Pendiente roja moderadamente empinada, corta de 0,75 μm; ángulo suavemente máximo y plano a azulado hacia el frente de 0.75 μm, con poca o ninguna curvatura. |
| - | L, Ld | moderar | Pendiente roja muy empinada, corta de 0,75 μm; plano hacia el exterior de 0.75 μm;diferencias en el nivel máximo. |
| - | O | - | Curva peculiar, conocida hasta ahora solo para el asteroide 3628. |
Problemas
Originalmente, las designaciones espectrales se basaban en inferencias de la composición de un asteroide. Sin embargo, la correspondencia entre la clase espectral y la composición no siempre es muy buena, y se utilizan diversas clasificaciones. Esto ha llevado a una gran confusión. Aunque es probable que los asteroides de diferentes clasificaciones espectrales estén compuestos de diferentes materiales, no hay garantías de que los asteroides dentro de la misma clase taxonómica estén compuestos de materiales similares.
Nombrando
A un asteroide recientemente descubierto se le asigna una designación provisional (como 2002 AT
4 ) que consta del año de descubrimiento y un código alfanumérico que indica el medio mes de descubrimiento y la secuencia dentro de ese medio mes. Una vez que se ha confirmado la órbita de un asteroide, se le da un número, y más tarde también se le puede dar un nombre (por ejemplo, 433 Eros). La convención de nomenclatura formal usa paréntesis alrededor del número (p. Ej., (433) Eros), pero descartar los paréntesis es bastante común. Informalmente, es común soltar el número por completo o dejarlo caer después de la primera mención cuando se repite un nombre en el texto en ejecución. Además, los nombres pueden ser propuestos por el descubridor del asteroide, dentro de las pautas establecidas por la Unión Astronómica Internacional.
4 ) que consta del año de descubrimiento y un código alfanumérico que indica el medio mes de descubrimiento y la secuencia dentro de ese medio mes. Una vez que se ha confirmado la órbita de un asteroide, se le da un número, y más tarde también se le puede dar un nombre (por ejemplo, 433 Eros). La convención de nomenclatura formal usa paréntesis alrededor del número (p. Ej., (433) Eros), pero descartar los paréntesis es bastante común. Informalmente, es común soltar el número por completo o dejarlo caer después de la primera mención cuando se repite un nombre en el texto en ejecución. Además, los nombres pueden ser propuestos por el descubridor del asteroide, dentro de las pautas establecidas por la Unión Astronómica Internacional.
Símbolos
A los primeros asteroides que se descubrieron se les asignaron símbolos icónicos, como los que se usaban tradicionalmente para designar los planetas. En 1855 había dos docenas de símbolos de asteroides, que a menudo ocurrían en múltiples variantes.
| Asteroide | Símbolo | Año | |
|---|---|---|---|
| 1 Ceres | ⚳    | La guadaña de Ceres, invertida al doble como la letra C | 1801 |
| 2 palas | ⚴   | Lanza de Athena (Pallas) | 1801 |
| 3 Juno | ⚵    | Una estrella montada en un cetro, para Juno, la Reina del Cielo | 1804 |
| 4 Vesta | ⚶     | El altar y el fuego sagrado de Vesta | 1807 |
| 5 Astraea |   | Una escala, o un ancla invertida, símbolos de justicia | 1845 |
| 6 Hebe |  | La copa de Hebe | 1847 |
| 7 Iris |  | Un arco iris ( iris ) y una estrella | 1847 |
| 8 Flora |  | Una flor ( flora ), específicamente la Rosa de Inglaterra | 1847 |
| 9 Metis |  | El ojo de la sabiduría y una estrella | 1848 |
| 10 Hygiea |   | La serpiente de Hygiea y una estrella, o la Vara de Asclepio | 1849 |
| 11 Parthenope |   | Un arpa, o un pez y una estrella; símbolos de las sirenas | 1850 |
| 12 Victoria |  | Los laureles de la victoria y una estrella | 1850 |
| 13 Egeria |  | Un escudo, símbolo de la protección de Egeria, y una estrella | 1850 |
| 14 Irene |  | Una paloma con una rama de olivo (símbolo de irene 'paz') con una estrella en la cabeza, o una rama de olivo, una bandera de tregua y una estrella | 1851 |
| 15 Eunomia |  | Un corazón, símbolo de buen orden ( eunomia ) y una estrella | 1851 |
| 16 Psique |  | El ala de una mariposa, símbolo del alma ( psique ) y estrella | 1852 |
| 17 Thetis |  | Un delfín, símbolo de Thetis y estrella | 1852 |
| 18 Melpomene |  | La daga de Melpomene y una estrella | 1852 |
| 19 Fortuna |  | La rueda de la fortuna y una estrella | 1852 |
| 26 Proserpina |  | Granada de Proserpina | 1853 |
| 28 Bellona |  | Látigo y lanza de Bellona | 1854 |
| 29 Amphitrite |  | El caparazón de Amphitrite y una estrella | 1854 |
| 35 Leukothea |  | Un faro faro, símbolo de Leucothea | 1855 |
| 37 Fides |  | La cruz de la fe ( fides ) | 1855 |
En 1851, después de que se descubriera el decimoquinto asteroide (Eunomia), Johann Franz Encke realizó un gran cambio en la próxima edición de 1854 del Berliner Astronomisches Jahrbuch (BAJ, Berlin Astronomical Yearbook).) Introdujo un disco (círculo), un símbolo tradicional de una estrella, como símbolo genérico de un asteroide. El círculo se numeraba por orden de descubrimiento para indicar un asteroide específico (aunque asignó ① al quinto, Astraea, mientras continúa designando a los primeros cuatro solo con sus símbolos icónicos existentes). La convención de círculos numerados fue rápidamente adoptada por los astrónomos, y el próximo asteroide que se descubrió (16 Psyche, en 1852) fue el primero en ser designado de esa manera en el momento de su descubrimiento. Sin embargo, también se le dio a Psyche un símbolo icónico, al igual que otros pocos asteroides descubiertos en los años siguientes (consulte la tabla anterior). 20 Massalia fue el primer asteroide al que no se asignó un símbolo icónico, y no se crearon símbolos icónicos después del descubrimiento en 1855 de 37 Fides. Ese año, el número de Astraea se aumentó a ⑤, pero los primeros cuatro asteroides, Ceres a Vesta, no fueron enumerados por sus números hasta la edición de 1867. El círculo pronto se abrevió a un par de paréntesis, que fueron más fáciles de componer y algunas veces se omitieron por completo en las siguientes décadas, dando lugar a la convención moderna.
Exploración
Hasta la era del viaje espacial, los objetos en el cinturón de asteroides eran simplemente pinchazos de luz incluso en los telescopios más grandes y sus formas y el terreno seguían siendo un misterio. Los mejores telescopios terrestres modernos y el Telescopio Espacial Hubble que orbita la Tierra pueden resolver una pequeña cantidad de detalles en las superficies de los asteroides más grandes, pero incluso estos en su mayoría siguen siendo poco más que manchas borrosas. Se puede inferir información limitada sobre las formas y composiciones de los asteroides a partir de sus curvas de luz (su variación en el brillo a medida que giran) y sus propiedades espectrales, y los tamaños de asteroides se pueden estimar cronometrando las longitudes de las estrellas (cuando un asteroide pasa directamente frente de una estrella). Las imágenes por radar pueden proporcionar buena información sobre las formas de los asteroides y los parámetros orbitales y rotacionales, especialmente para los asteroides cercanos a la Tierra.
Las primeras fotografías en primer plano de objetos parecidos a asteroides se tomaron en 1971, cuando la sonda Mariner 9 captó Phobos y Deimos, las dos pequeñas lunas de Marte, que probablemente sean asteroides capturados. Estas imágenes revelaron las formas irregulares, parecidas a las patatas de la mayoría de los asteroides, al igual que las imágenes posteriores de las sondas Voyager de las pequeñas lunas de los gigantes gaseosos.
El primer asteroide verdadero que se fotografió en primer plano fue 951 Gaspra en 1991, seguido en 1993 por 243 Ida y su luna Dactyl, todos los cuales fueron fotografiados por la sonda Galileo en ruta a Júpiter.
La primera sonda de asteroides dedicada fue NEAR Shoemaker , que fotografió a 253 Mathilde en 1997, antes de entrar en órbita alrededor de 433 Eros, aterrizando finalmente en su superficie en 2001.
Otros asteroides visitados brevemente por naves espaciales en ruta a otros destinos incluyen 9969 Braille (por Deep Space 1 en 1999) y 5535 Annefrank (por Stardust en 2002).
De septiembre a noviembre de 2005, la sonda japonesa Hayabusa estudió 25143 Itokawa en detalle y estuvo plagada de dificultades, pero devolvió muestras de su superficie a la Tierra el 13 de junio de 2010.
La sonda europea Rosetta (lanzada en 2004) voló por 2867 Šteins en 2008 y 21 Lutetia, el tercer asteroide visitado hasta la fecha, en 2010.
En septiembre de 2007, la NASA lanzó la nave espacial Dawn , que orbitó 4 Vesta desde julio de 2011 hasta septiembre de 2012, y ha estado orbitando el planeta enano 1 Ceres desde 2015. 4 Vesta es el segundo asteroide más grande visitado hasta la fecha.
El 13 de diciembre de 2012, el orbitador lunar chino Chang'e 2 voló a 3.2 km (2 millas) del asteroide 4179 Toutatis en una misión extendida.
La Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) lanzó la sonda Hayabusa2 en diciembre de 2014, y planea devolver muestras de 162173 Ryugu en diciembre de 2020.
En junio de 2018, el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología de EE. UU. Advirtió que Estados Unidos no está preparado para un evento de impacto de asteroides, y ha desarrollado y lanzado el "Plan de Acción de Estrategia Nacional de Preparación para Objetos Cercanos a la Tierra" para prepararse mejor.
Misiones planificadas y futuras
En mayo de 2011, la NASA seleccionó la misión de retorno de muestra OSIRIS-REx al asteroide 101955 Bennu; se lanzó el 8 de septiembre de 2016.
A principios de 2013, la NASA anunció las etapas de planificación de una misión para capturar un asteroide cercano a la Tierra y moverlo a la órbita lunar, donde posiblemente podría ser visitado por astronautas y más tarde impactaría en la Luna. El 19 de junio de 2014, la NASA informó que el asteroide 2011 MD era un candidato principal para ser capturado por una misión robótica, tal vez a principios de la década de 2020.
Se ha sugerido que los asteroides podrían usarse como una fuente de materiales que pueden ser raros o agotados en la Tierra (minería de asteroides) o materiales para construir hábitats espaciales (ver Colonización de los asteroides) . Los materiales que son pesados y costosos para su lanzamiento desde la Tierra algún día se extraerán de los asteroides y se usarán para la fabricación y construcción de espacios.
En el programa Discovery de los Estados Unidos, la propuesta de la nave espacial Psyche a 16 satélites Psyche y Lucy a troyanos de Júpiter llegó a la etapa semifinalista de la selección de la misión.
Ficción
Los asteroides y el cinturón de asteroides son un elemento básico de las historias de ciencia ficción. Los asteroides juegan varios papeles potenciales en la ciencia ficción: como lugares que los seres humanos pueden colonizar, recursos para extraer minerales, peligros encontrados por naves espaciales que viajan entre otros dos puntos y como una amenaza a la vida en la Tierra u otros planetas habitados, planetas enanos y satélites naturales impacto potencial.
Galería
951 Gaspra es el primer asteroide en ser fotografiado en primer plano, fotografiado por Galileo el 29 de octubre de 1991 (color mejorado)
Varias vistas de 433 Eros en color natural, fotografiadas por NEAR el 12 de febrero de 2000
Vesta fotografiado por Dawn el 9 de julio de 2011
Ceres fotografiado por Dawn el 4 de febrero de 2015