Los extraños asteroides con forma de sandía como Dimorphos y Selam finalmente pueden tener una explicación
Una nueva investigación descubre por qué algunos asteroides tienen extrañas lunas con forma de sandía atrapadas en órbita a su alrededor, contrariamente a lo que predicen las teorías típicas de formación de asteroides.
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Las formas inusuales de los diminutos asteroides Dimorphos y Selam han dejado perplejos a los astrónomos durante años, pero un nuevo estudio finalmente explica cómo se volvieron tan extraños. También sugiere que estas "lunas" de formas extrañas pueden ser más comunes de lo que pensaban los científicos.
Los asteroides binarios (pares de asteroides que son esencialmente miniversiones del sistema Tierra-Luna) son bastante comunes en nuestra vecindad cósmica. Estos incluyen el dúo Didymos-Dimorphos que encabezó la misión de prueba de redirección de doble asteroide (DART) de la NASA en 2022. Investigaciones anteriores sugieren que estos asteroides binarios se forman cuando un asteroide "padre" formado por una pila de escombros, compuesto de rocas sueltas, gira tan rápido que pierde parte de su masa, que se fusiona en el segundo satélite más pequeño o asteroide "lunar".
La mayoría de los asteroides lunares parecen pelotas de fútbol erguidas y con extremos romos mientras orbitan alrededor de sus padres, que suelen tener forma de copa; estas lunas se describen como "proladas". Pero algunos tienen formas más extrañas. Tomemos como ejemplo Dimorphos, es decir, antes de que DART lo afectara. Era un "esferoide achatado", una esfera aplastada en sus polos y estirada a lo largo de su abdomen, como una sandía. Y el pequeño Selam, el satélite recientemente descubierto del asteroide Dinkinesh (también conocido como "Dinky"), es aún más peculiar y consta de dos esferas rocosas conectadas.
Las extrañas formas de las lunas han desconcertado a los astrónomos, incluido John Wimarsson, estudiante de posgrado de la Universidad de Berna en Suiza y autor principal del nuevo estudio. "Nunca antes habíamos visto satélites de asteroides de este tipo y no pueden explicarse directamente mediante los modelos binarios tradicionales de formación de asteroides", dijo a WordsSideKick.com por correo electrónico.
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Para comprender las extrañas formas de los asteroides, Wimarsson y sus colegas (de universidades europeas y estadounidenses) desarrollaron dos conjuntos de modelos informáticos detallados. El primer conjunto simuló cómo cambiarían las formas de los asteroides padres a medida que giraban rápidamente y arrojaban escombros. El segundo conjunto asumió que los escombros formaban una zona en forma de rosquilla, llamada disco de escombros, alrededor del asteroide padre. Luego, los algoritmos rastrearon el movimiento de todos los fragmentos a medida que experimentaban tirones gravitacionales entre sí y entre sus padres y chocaban para formar agregados. Los investigadores también consideraron dos tipos de asteroides padres, parecidos al "patito de goma" Ryugu y Didymos en tamaño y densidad.
Los resultados, publicados en línea el 20 de julio en la revista Icarus, revelaron que hay dos factores principales que gobiernan la forma final de un asteroide en forma de luna: la fuerza gravitacional que ejerce el asteroide y la naturaleza de las colisiones que soporta la luna con otros objetos rocosos en el disco de escombros.
Sin embargo, otros parámetros determinan cuál de estos factores juega un papel más importante. Un parámetro es la densidad del asteroide padre. Los asteroides más densos, como Didymos, giran más rápido que los más ligeros, como Ryugu, creando discos de escombros más anchos que, a su vez, hacen que las lunas se formen más lejos de sus padres.
Los investigadores descubrieron que los satélites que se forman a cierta distancia del padre generalmente adquieren formas alargadas. A esta distancia, llamada límite de Roche, la gravedad del progenitor equilibra la fuerza interna del asteroide, manteniendo la forma de la luna a medida que crece lentamente al chocar y fusionarse con otros escombros.
Por otro lado, los asteroides lunares que se forman más allá del límite de Roche adquieren formas achatadas porque están más allá del alcance gravitacional del asteroide padre. A medida que chocan con otros restos de roca que coorbitan, crecen de manera más uniforme que sus contrapartes alargadas. No obstante, la mayoría de los asteroides achatados se forman muy por debajo del límite de Roche; estar demasiado cerca hace que las lunas sean destrozadas por la gravedad del asteroide padre, haciéndolas perder sus formas alargadas. Es más probable que estas lunas adopten la forma de esferoides achatados después de chocar con otras lunas precursoras.
El ángulo en el que chocan dos lunas precursoras también es importante para determinar la forma final. Según Wimarsson, si los dos asteroides chocan de lado a lado de modo que se alineen a lo largo de sus ejes cortos, la forma resultante es más achatada. "Si, por otro lado, los fusionáramos borde con borde de manera que sus ejes más largos estén alineados, esto crearía un objeto bilobulado [dos lóbulos]", similar a la luna Selam, añadió.
Los hallazgos del equipo van más allá de proporcionar recetas para las formas de Dimorphos y Selam. Teniendo en cuenta que casi la mitad de sus simulaciones generaron asteroides con formas anormales, los investigadores creen que tales rarezas pueden ser más comunes de lo que se estimaba anteriormente. Pero debido a que la tecnología utilizada hoy en día para estudiar los asteroides está sesgada contra la detección de asteroides achatados, a menudo se pasan por alto.