Los investigadores, que utilizan los datos de la tercera publicación de datos de la misión Gaia, han descubierto 3.038 candidatos a asteroides binarios. Estos pares celestes incluyen un asteroide y una luna más pequeña. Utilizando un novedoso método de detección que registra el “bamboleo” periódico en los datos astrométricos, el equipo mostró una población de asteroides binarios previamente inexplorada, en particular entre objetos de tamaño pequeño e intermedio.
La nave espacial Gaia, lanzada por la Agencia Espacial Europea (ESA) en 2013, ha revolucionado la astronomía al proporcionar mediciones con una precisión sin precedentes de las posiciones, distancias y movimientos de más de mil millones de estrellas en la Vía Láctea. Y, además de estrellas, Gaia ha observado miles de asteroides en nuestro sistema solar. Ahora, los astrónomos pueden rastrear sus movimientos con una precisión extraordinaria.
El nuevo estudio analizó asteroides binarios, asteroides con lunas. Los asteroides binarios son sistemas en los que dos asteroides están ligados gravitacionalmente y orbitan un centro de masa común. Estos pares pueden variar ampliamente en tamaño. El cuerpo primario suele ser más grande, con el cuerpo secundario (luna) orbitando a su alrededor. Los asteroides binarios son importantes porque ofrecen información única sobre los procesos dinámicos y de colisión que dan forma al sistema solar. Sin embargo, son difíciles de detectar.
“Los asteroides binarios son difíciles de encontrar porque en su mayoría son muy pequeños y están muy lejos de nosotros”, dice Luana Liberato del Observatorio de la Costa Azul, Francia, autora principal del nuevo estudio. “A pesar de que esperábamos que poco menos de una sexta parte de los asteroides tuvieran un compañero, hasta ahora solo hemos encontrado 500 de los millones de asteroides conocidos en sistemas binarios. Pero este descubrimiento muestra que hay muchas lunas de asteroides ahí fuera esperando a ser descubiertas”.
Nuevas formas de encontrar asteroides binarios
Antes de la llegada de la misión Gaia, los asteroides binarios se descubrían principalmente utilizando una combinación de técnicas. Las imágenes de alta resolución obtenidas con telescopios terrestres o espaciales podían identificar a los compañeros de asteroides que están muy separados de sus cuerpos primarios. Sin embargo, este método está sesgado hacia asteroides más grandes y brillantes con una separación sustancial entre los dos cuerpos.
Otro método es la fotometría, en la que las variaciones en la curva de luz de un asteroide indican la presencia de un compañero. Esta técnica es particularmente eficaz para sistemas compactos en los que el compañero pasa por delante o por detrás del principal. Sin embargo, la fotometría tiene dificultades para detectar sistemas binarios con mayores separaciones o cuando los componentes tienen un brillo similar. La medición por radar es otra herramienta poderosa para estudiar asteroides cercanos a la Tierra, pero su alcance es limitado.
Si bien estos métodos han identificado colectivamente varios cientos de asteroides binarios, todos tienen sus propias limitaciones. Aquí es donde entra en juego la astrometría de la misión Gaia.
La clave de la astrometría radica en identificar variaciones periódicas en la posición de un asteroide que podrían indicar la influencia gravitatoria de un compañero. Estas variaciones, conocidas como “bamboleo”, ocurren porque la posición observada de un asteroide representa el centro de la luz (fotocentro), que no siempre coincide con el centro de masa de un sistema binario.
Para detectar estos bamboleos, los investigadores desarrollaron un sofisticado método de detección de períodos que busca firmas periódicas en los residuos de los ajustes de órbita a los datos astrométricos de Gaia. Mediante la aplicación de estrictos criterios estadísticos, filtraron el ruido y las señales falsas, dejando atrás una lista de candidatos binarios prometedores.
Mapeo de asteroides en el sistema solar
Los investigadores aplicaron su método a una muestra de 30.030 asteroides observados por Gaia para ver cuántos de ellos tienen lunas. Después de un filtrado y validación rigurosos, identificaron 3.038 candidatos a asteroides binarios. Esta cifra supera con creces la población actual de asteroides binarios conocidos.
“Gaia ha demostrado ser un explorador de asteroides excepcional y está trabajando arduamente para revelar los secretos del cosmos tanto dentro como fuera del Sistema Solar”, dice Timo Prusti, científico del proyecto Gaia en la ESA. “Este hallazgo destaca cómo cada publicación de datos de Gaia es un gran paso adelante en la calidad de los datos y demuestra la increíble ciencia nueva que hace posible la misión”.
Esto sugiere que la astrometría es una herramienta útil para encontrar más asteroides con lunas, y el estudio ya está planteando preguntas sobre el sistema solar. La presencia de tantos sistemas binarios entre asteroides pequeños e intermedios sugiere que estos cuerpos pueden formarse a través de mecanismos diferentes a los de los asteroides más grandes.
Un posible escenario de formación es la fisión rotacional, en la que la rápida rotación de un asteroide hace que se rompa y los fragmentos se vuelvan a acumular en un sistema binario. Otra posibilidad es que estos sistemas binarios se formen a través de interacciones gravitacionales en familias de asteroides, en las que los restos de una colisión conducen a la formación de sistemas binarios.
Para resolver este misterio, se necesitan más investigaciones, y la Agencia Espacial Europea (ESA) está trabajando precisamente en eso. La ESA lanzará la misión Hera a finales de este año. Hera será la continuación de la misión DART de la NASA, que chocó con una luna en órbita alrededor de un asteroide.
El estudio “Candidatos a asteroides binarios en la astrometría de Gaia DR3” fue publicado en Astronomy & Astrophysics.
Fuente: ZME Science.
