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‘Hueso de perro’: las mejores imágenes de los peculiares asteroides

El asteroide Cleopatra desde diferentes ángulos
El asteroide Cleopatra desde diferentes ángulos (con anotaciones)

Unas nítidas y detalladas imágenes de un asteroide hueso de perro, el Kleopatra, han sido logradas utilizando el Very Large Telescope del Observatorio Europeo del Sur (ESO – VLT), situado en Chile.

Las observaciones han permitido al equipo de astrónomos restringir la forma y la masa en 3D de este peculiar asteroide, que se asemeja a un hueso de perro. Lo han hecho a una precisión más alta que nunca. Su investigación proporciona pistas sobre cómo se formaron este asteroide y las dos lunas que lo orbitan.

Un hueso de perro llamado Kleopatra

«Kleopatra es realmente un cuerpo único en nuestro Sistema Solar», dice Franck Marchis, astrónomo del Instituto SETI en Mountain View, Estados Unidos y del Laboratoire Astrophysique de Marsella, Francia, quien dirigió un estudio sobre el asteroide. «La ciencia progresa mucho gracias al estudio de valores atípicos extraños. Creo que Kleopatra es uno de ellos y comprender este complejo y múltiple sistema de asteroides puede ayudarnos a aprender más sobre nuestro Sistema Solar».

Kleopatra orbita el Sol en el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter. Los astrónomos lo han llamado un «asteroide de hueso de perro» desde que las observaciones de radar hace unos 20 años revelaron que tiene dos lóbulos conectados por un grueso «cuello».

En 2008, Marchis y sus colegas descubrieron que Kleopatra está orbitado por dos lunas. Fueron llamadas AlexHelios y CleoSelene, en honor a los hijos de la reina egipcia. Para obtener más información sobre Kleopatra, Marchis y su equipo utilizaron instantáneas del asteroide. Fueron tomadas en diferentes momentos entre 2017 y 2019 con el instrumento Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE). A medida que el asteroide giraba, pudieron verlo desde diferentes ángulos y crear los modelos 3D más precisos de su forma hasta la fecha.

Restringieron la forma de hueso de perro del asteroide y su volumen y encontrando que uno de los lóbulos era más grande que el otro. Determinaron que la longitud del asteroide era de unos 270 kilómetros o aproximadamente la mitad de la longitud del Canal de la Mancha.

Los estudios de Brož

Hubo un segundo estudio, también publicado en Astronomy & Astrophysics, y dirigido por Miroslav Brož de la Universidad Charles en Praga, República Checa. El equipo informó cómo utilizaron las observaciones de SPHERE para encontrar las órbitas correctas de las dos lunas de Kleopatra.

Estudios anteriores habían estimado las órbitas, pero las nuevas observaciones mostraron que las lunas no estaban donde los datos más antiguos predecían que estaban. «Esto tenía que ser resuelto», dice Brož. «Porque si las órbitas de las lunas estaban equivocadas, todo estaba mal, incluida la masa de Kleopatra».

Gracias a las nuevas observaciones y al sofisticado modelado, el equipo logró describir con precisión cómo la gravedad de Kleopatra influye en los movimientos de las lunas. Y puedieron así determinar las complejas órbitas de AlexHelios y CleoSelene.

Esto les permitió calcular la masa del asteroide, encontrando que era un 35% más baja que las estimaciones anteriores.

Esta imagen compara el tamaño del asteroide Cleopatra con la superficie de Chile
Esta imagen compara el tamaño del asteroide Cleopatra con la superficie de Chile
Comparación del tamaño del asteroide Cleopatra con la zona norte de Italia
Comparación del tamaño del asteroide Cleopatra con la zona norte de Italia

La densidad del asteroide

Combinando las nuevas estimaciones de volumen y masa, los astrónomos pudieron calcular un nuevo valor para la densidad del asteroide. Con menos de la mitad de la densidad del hierro, resultó ser más baja de lo que se pensaba.

La baja densidad del asteroide hueso de perro Kleopatra, que se cree que tiene una composición metálica, sugiere que tiene una estructura porosa y podría ser poco más que un «montón de escombros». Esto significa que probablemente se formó cuando el material se reacumula después de un impacto gigante.

La estructura de pila de escombros de Kleopatra y la forma en que gira también dan indicaciones de cómo podrían haberse formado sus dos lunas. El asteroide gira casi a una velocidad crítica, la velocidad por encima de la cual comenzaría a desmoronarse. E incluso pequeños impactos pueden levantar guijarros de su superficie.

Marchis y su equipo creen que esos guijarros podrían haber formado posteriormente AlexHelios y CleoSelene. Esto significa que Kleopatra realmente ha dado a luz a sus propias lunas.

Las lunas de Kleopatra - Asterioide Hueso de perro
Las lunas de Kleopatra

Las nuevas imágenes del “hueso de perro”

Las nuevas imágenes de Kleopatra y los conocimientos que proporcionan solo son posibles gracias a uno de los avanzados sistemas de óptica adaptativa en uso en el VLT de ESO, que se encuentra en el desierto de Atacama en Chile. La óptica adaptativa ayuda a corregir las distorsiones causadas por la atmósfera de la Tierra que hacen que los objetos aparezcan borrosos, el mismo efecto que hace que las estrellas vistas desde la Tierra brillen.

Gracias a tales correcciones, SPHERE pudo obtener imágenes de Kleopatra, ubicado a 200 millones de kilómetros de distancia de la Tierra en su punto más cercano, a pesar de que su tamaño aparente en el cielo es equivalente al de una pelota de golf a unos 40 kilómetros de distancia.

Cuando se ponga en marcha el Extremely Large Telescope (ELT) de ESO, con sus avanzados sistemas de óptica adaptativa, será ideal para obtener imágenes de asteroides distantes como el asteroide hueso de perro Kleopatra. «No puedo esperar para apuntar el ELT a Kleopatra, para ver si hay más lunas y refinar sus órbitas para detectar pequeños cambios», concluyó Marchis.

Créditos imágenes:
ESO/Vernazza, Marchis et al./MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS)
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