ESO / Santiago, Chile
Utilizando el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral (VLT de ESO) en Chile, los astrónomos han obtenido imágenes de 42 de los mayores objetos del cinturón de asteroides, situado entre Marte y Júpiter. Jamás se había podido obtener imágenes tan nítidas de un grupo tan grande de asteroides. Las observaciones revelaron una amplia gama de curiosas formas, desde esféricas hasta similares a huesos de perro, que están ayudando a los astrónomos a trazar los orígenes de los asteroides en nuestro Sistema Solar.
Las imágenes en detalle de estos 42 objetos constituyen un gran avance en la exploración de asteroides, hecho posible gracias a los telescopios terrestres, y contribuyen a dar respuesta a interrogantes fundamentales sobre la vida, el Universo y todo.
“Hasta ahora, solo se habían obtenido imágenes en detalle de tres grandes asteroides del cinturón principal, Ceres, Vesta y Lutetia, que fueron visitados por las misiones espaciales Dawn y Rosetta de NASA y de la Agencia Espacial Europea, respectivamente”, explica Pierre Vernazza, del Laboratorio de Astrofísica de Marsella, Francia, quien dirigió el estudio de asteroides publicado en Astronomy & Astrophysics. “Nuestras observaciones en ESO han proporcionado imágenes nítidas para muchos más objetivos, 42 en total”.
El número reducido de observaciones de asteroides en detalle implicó que sus características clave, como su forma 3D o densidad, permanecieron desconocidas en gran parte, hasta ahora. Entre 2017 y 2019, Vernazza y su equipo se propusieron llenar este vacío realizando un estudio exhaustivo de los cuerpos principales en el cinturón de asteroides.
La mayoría de los 42 objetos de la muestra tienen un tamaño superior a los 100 kilómetros. En particular, el equipo obtuvo imágenes de casi todos los asteroides mayores a 200 kilómetros del cinturón, que resultaron ser 20 de 23. El equipo analizó los dos objetos más grandes, Ceres y Vesta, cuyo diámetro se calcula en 940 y 520 kilómetros, en tanto que los dos asteroides más pequeños resultaron ser Urania y Ausonia, que miden unos 90 kilómetros.
Al reconstruir las formas de los objetos, el equipo descubrió que los asteroides observados se dividen principalmente en dos familias. Algunos son casi perfectamente esféricos, como Hygiea y Ceres, mientras que otros tienen una forma más peculiar, “alargada”, con el asteroide “hueso de perro” denominado Cleopatra como protagonista indiscutible.
Al combinar las formas de los asteroides con información sobre sus masas, el equipo descubrió que las densidades varían significativamente en las muestras. Los cuatro asteroides menos densos estudiados, incluyendo Lamberta y Sylvia, tienen densidades de unos 1,3 gramos por centímetro cúbico, aproximadamente la densidad del carbón. Psyche y Kalliope tienen la mayor densidad, con 3,9 y 4,4 gramos por centímetro cúbico, respectivamente, lo cual es superior a la densidad del diamante (3,5 gramos por centímetro cúbico).
Esta gran diferencia en densidad sugiere que la composición de los asteroides varía significativamente, dando a los astrónomos indicios importantes sobre su origen. “Nuestras observaciones ofrecen sólida evidencia de una migración sustancial de estos cuerpos desde su formación. En resumen, la enorme variedad en composición sólo puede comprenderse si los cuerpos se originaron en distintas regiones del Sistema Solar”, explica Josef Hanuš de la Universidad Karlova, Praga, República Checa, uno de los autores del estudio.
En particular, los resultados apoyan la teoría de que los asteroides menos densos se formaron en regiones remotas fuera de la órbita de Neptuno y migraron a su ubicación actual.
Estos descubrimientos fueron posibles gracias a la sensibilidad del instrumento Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) montado en el VLT de ESO. “Con las capacidades mejoradas de SPHERE, junto al hecho de que se sabía poco sobre la forma de los asteroides más grandes del cinturón principal, logramos un gran avance en este campo”, dice el coautor Laurent Jorda, también del Laboratorio de Astrofísica de Marsella.
Los astrónomos podrán obtener imágenes de más asteroides con gran detalle con el Extremely Large Telescope (ELT) de ESO, actualmente en construcción en Chile, que comenzará a operar a finales de esta década. “Las observaciones con el ELT de los asteroides del cinturón principal nos permitirán estudiar objetos con diámetros de entre 35 y 80 kilómetros, dependiendo de su ubicación en el cinturón, y cráteres de hasta 10 a 25 kilómetros”, dice Vernazza.
“Con un instrumento similar a SPHERE en el ELT podríamos obtener imágenes de una muestra similar de objetos en el distante Cinturón de Kuiper. Esto significa que podremos caracterizar la historia geológica de una muestra mucho mayor de cuerpos pequeños”.