Datos de NOIRLab de NSF demuestran que el segundo asteroide troyano de la Tierra es el más grande detectado

El Telescopio SOAR, parte del Observatorio Interamericano de Cerro Tololo de NOIRLab, ha ayudado a los astrónomos a definir el tamaño y órbita del compañero troyano terrestre más grande que se conoce

1 Febrero 2022

Al observar el cielo muy cerca del horizonte durante el amanecer, el Telescopio SOAR de Cerro Tololo en Chile, un Programa de NOIRLab de NSF y del observatorio AURA, ha ayudado a los astrónomos a confirmar la existencia de un segundo asteroide troyano terrestre, revelando que mide más de un kilómetro de diámetro, casi tres veces más grande que el descubierto anteriormente.

Utilizando el Telescopio SOAR (Southern Astrophysical Research) de 4,1 metros en Cerro Pachón, Chile, astrónomos liderados por Toni Santana-Ros de la Universidad de Alicante y del Instituto de Ciencias del Cosmos de la Universidad de Barcelona, lograron observar el asteroide 2020 XL₅ descubierto recientemente, determinando su órbita y tamaño. Los resultados confirman que 2020 XL₅ es un troyano de la Tierra — un asteroide compañero de la Tierra que orbita alrededor del Sol a lo largo de la misma trayectoria que nuestro planeta — y que es el más grande detectado hasta la fecha.

“Los troyanos son objetos que comparten la órbita con un planeta, en torno de una de las dos áreas en  equilibrio gravitacional a lo largo de la órbita del planeta, conocidas como puntos de Lagrange” [1] afirmó Cesar Briceño de NOIRLab de NSF, uno de los autores del artículo cuyos resultados se han publicado hoy en Nature Communications y que colaboró con las observaciones del Telescopio SOAR  de Cerro Tololo (CTIO), un Programa de NOIRLab de NSF y AURA, en marzo, 2021.

Se sabe que varios planetas del Sistema Solar tienen asteroides troyanos, pero 2020 XL₅ es sólo el segundo asteroide troyano que se ha detectado cerca de la Tierra [2]. 

También se realizaron observaciones de 2020 XL₅ con el Lowell Discovery Telescope de 4,3 metros, del Lowell Observatory en Arizona y con la Estación Óptica Terrestre de 1 metro, de la Agencia Espacial Europea en Tenerife, Islas Canarias. 

Descubierto el 12 de diciembre de 2020 por el telescopio de rastreo Pan-STARRS1 en Hawai, 2020 XL₅  es mucho más grande que el primer troyano de la Tierra descubierto, designado 2010 TK₇. Los investigadores calcularon que 2020 XL₅ mide unos 1,2 kilómetros de diámetro (0,73 millas), casi tres veces más ancho que el primero (se estima que 2010 TK₇ mide menos de 400 metros o yardas de ancho).

Cuando se descubrió 2020 XL₅, su órbita alrededor del Sol no se conocía lo suficiente como para determinar si se trataba solo de un asteroide cercano a la Tierra cruzando nuestra órbita, o si era un verdadero troyano. Las mediciones usando las observaciones de SOAR fueron tan precisas que el equipo de Santana-Ros buscó a 2020 XL5   en imágenes de archivo captadas desde 2012 a 2019, como parte del Estudio de Energía Oscura  recolectadas por la Cámara de Energía Oscura (DECam) montada en el Telescopio Víctor M. Blanco de 4 metros de CTIO, en Chile.  Al tener casi 10 años de datos, el equipo pudo mejorar considerablemente su conocimiento sobre la órbita del asteroide.

Si bien otros estudios han brindado apoyo en la identificación del asteroide troyano [3], los nuevos resultados afirman dicha determinación de manera más robusta, proporcionando estimaciones sobre el tamaño de 2020 XL₅ y el tipo de asteroide. 

“Los datos de SOAR nos permitieron realizar un primer análisis fotométrico del objeto, revelando que  2020 XL₅  probablemente sea un asteroide del tipo C, con un tamaño mayor a un kilómetro,” comentó Santana-Ros. Un asteroide de tipo C es oscuro, contiene mucho carbono y es el tipo de asteroide más corriente dentro del Sistema Solar.

Los resultados también mostraron que 2020 XL₅  no será un asteroide troyano para siempre. Permanecerá estable en su posición durante otros 4000 años por lo menos, pero eventualmente se verá perturbado gravitacionalmente y escapará para vagar por el espacio.

Es posible que 2020 XL₅ y 2010 TK₇ no estén solos: podría haber muchos más troyanos terrestres que no han sido detectados hasta ahora, debido a que aparecen muy cerca del Sol. Por ello, las búsquedas y observaciones de troyanos terrestres deben realizarse cerca del amanecer o del atardecer, con el telescopio posicionado cerca del horizonte, atravesando la parte más densa de la atmósfera, lo cual redunda en una seeing o visibilidad astronómica deficiente. SOAR pudo posicionarse a 16 grados sobre el horizonte, mientras que la mayoría de los telescopios de 4 metros (y más grandes) no pueden posicionarse tan abajo [4].

“Estas observaciones fueron un gran desafío, ya que requirieron que el telescopio observará correctamente en su límite de elevación más bajo, puesto que el objeto estaba muy cerca del horizonte occidental al amanecer”, añadió Briceño.

Sin embargo, la recompensa por descubrir troyanos terrestres bien vale el esfuerzo. Debido a que están compuestos de material primitivo que data desde el nacimiento del Sistema Solar y podrían contener algunos de los componentes básicos que formaron nuestro planeta, son objetivos atractivos para futuras misiones espaciales.

“Si pudiéramos descubrir más troyanos terrestres, y algunos tuvieran órbitas con inclinaciones más bajas, podrían resultar más baratos llegar a ellos que a nuestra Luna”, concluyó Briceño. “Por lo tanto, podrían convertirse en bases ideales para una exploración avanzada del Sistema Solar, o incluso podrían constituir una fuente de recursos”.

Notas

[1] Los puntos de Lagrange son regiones gravitacionalmente equilibradas alrededor de dos cuerpos masivos, como el Sol y un planeta. El sistema Tierra-Sol tiene cinco puntos de Lagrange: L1 entre la Tierra y el Sol; L2 en el lado opuesto a la Tierra con relación al Sol; L3 está en el lado opuesto al Sol desde la Tierra; y L4 y L5 están a lo largo de la órbita de la Tierra, uno 60 grados por delante de nuestro planeta en su órbita y el otro, 60 grados por detrás. (La imagen ilustra sus posiciones). Los asteroides troyanos se encuentran en L4 y L5.  Los dos troyanos Tierra detectados hasta ahora están en L4.

[2] Júpiter tiene más de 5000 asteroides troyanos conocidos, y una nave espacial de NASA, designada Lucy se lanzó recientemente en una misión para explorarlos. También se sabe que Venus, Marte, Urano y Neptuno tienen asteroides troyanos.

[3] Man-To Hui (Universidad de Ciencias y Tecnología de Macao) y sus colaboradores publicaron observaciones en la revista Astrophysical Journal Letters en diciembre de 2021, apoyando la naturaleza troyana de 2020 XL₅.

[4] Estas observaciones bajas en el cielo se verán sumamente afectadas por el creciente número de  constelaciones de satélites.

Más Información

Este trabajo de investigación se ha presentado en el artículo científico titulado “Orbital stability analysis and photometric characterization of the second Earth Trojan asteroid 2020 XL₅” publicado en 1 de febrero de 2022 en Nature Communications.

El equipo está formado por T. Santana-Ros (Departamento de Física, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal, Universidad de Alicante; Instituto de Ciencias del Cosmos, Universidad de Barcelona), M. Micheli (Centro de Coordinación ESA NEO), L. Faggioli (Centro de Coordinación ESA NEO), R. Cennamo (Centro de Coordinación ESA NEO), M. Devogèle (Observatorio de Arecibo; Universidad de Florida Central), A. Alvarez-Candal (Instituto de Astrofísica de Andalucía, CSIC; Instituto de Física Aplicada a las Ciencias y las Tecnologías, Universidad de Alicante; Observatorio Nacional / MCTIC), D. Oszkiewicz (Facultad de Física, Instituto de Observaciones Astronómicas), O. Ramírez (Solenix Deutschland), P.-Y. Liu (Instituto de Física Aplicada a las Ciencias y  las Tecnologías, Universidad de Alicante), P.G. Benavidez (Departamento de Física, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal, Universidad de Alicante; Instituto de Física Aplicada a las Ciencias y las Tecnologías, Universidad de Alicante), A. Campo Bagatin (Departamento de Física, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal, Universidad de Alicante; Instituto de Física Aplicada a las Ciencias y las Tecnologías, Universidad de Alicante), E.J. Christensen (Laboratorio Lunar y Planetario, Universidad de Arizona,), R. J. Wainscoat (Instituto de Astronomía, Universidad de Hawai), R. Weryk (Departamento de Física y Astronomía, Universidad de Western Ontario), L. Fraga (Laboratorio Nacional de Astrofísica LNA/MCTI), C. Briceño (Observatorio Interamericano de Cerro Tololo /NOIRLab de NSF), y L. Conversi (Centro de Coordinación ESA NEO; ESA ESRIN).

NOIRLab de NSF (Laboratorio Nacional de Investigación en Astronomía Óptica-Infrarroja de NSF), el centro de EE. UU. para la astronomía óptica-infrarroja en tierra, opera el Observatorio internacional Gemini (una instalación de NSF, NRC–Canada, ANID–Chile, MCTIC–Brasil, MINCyT–Argentina y KASI – República de Corea), el Observatorio Nacional de Kitt Peak (KPNO), el Observatorio Interamericano Cerro Tololo (CTIO), el Centro de Datos para la Comunidad Científica (CSDC) y el Observatorio Vera C. Rubin (operado en cooperación con el National Accelerator Laboratory (SLAC) del Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE). Está administrado por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía (AURA) en virtud de un acuerdo de cooperación con NSF y tiene su sede en Tucson, Arizona. La comunidad astronómica tiene el honor de tener la oportunidad de realizar investigaciones astronómicas en Iolkam Du’ag (Kitt Peak) en Arizona, en Maunakea, en Hawai‘i, y en Cerro Tololo y Cerro Pachón en Chile. Reconocemos y apreciamos el importante rol cultural y la veneración que estos sitios tienen para la Nación Tohono O’odham, para la comunidad nativa de Hawai‘i y para las comunidades locales en Chile, respectivamente.

El Telescopio SOAR (Southern Astrophysical Research) es un proyecto conjunto del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación de Brasil (MCTIC/LNA), NOIRLab de NSF, la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill (UNC por sus siglas en inglés) y la Universidad Estatal de Michigan (MSU por sus siglas en inglés).

Este trabajo cuenta con el apoyo parcial de la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de EE.UU.  El Dark Energy Survey es una colaboración de más de 400 científicos de 26 instituciones en siete países. Los fondos para los Proyectos DES es proporcionada por la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de EE.UU., la Fundación Nacional de Ciencias de EE.UU., el Ministerio de Ciencias y Educación de España, el Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología del Reino Unido, el Consejo de Financiamiento de la Educación Superior de Inglaterra, ETH Zurich de Suiza, Centro Nacional de Aplicaciones de Supercomputación de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, Instituto Kavli de Física Cosmológica de la Universidad de Chicago, Centro de Cosmología y Física de Astropartículas de la Universidad Estatal de Ohio, Instituto Mitchell de Física Fundamental y Astronomía de Texas A&M University, Financiadora de Estudios y Proyectos, Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa de Rio de Janeiro, Consejo Nacional de Desenvolvimiento Científico y Tecnológico y el Ministerio de Ciencias y Tecnología, Deutsche Forschungsgemeinschaft, y los institutos que colaboran en el Dark Energy Survey.

Contactos

Toni Santana-Ros
Planetary Scientist
University of Alicante and Institute of Cosmos Sciences, University of Barcelona
Correo electrónico: tsantanaros@icc.ub.edu

Cesar Briceño
SOAR Telescope Scientist
NSF NOIRLab
Tel: +56 51 2205 294
Correo electrónico: cesar.briceno@noirlab.edu

Vanessa Thomas
Public Information Officer
NSF NOIRLab
Tel: +1 520 318 8132
Correo electrónico: vanessa.thomas@noirlab.edu

Esta es una traducción del Comunicado de Prensa de NOIRLab noirlab2205.