El desafío de los ‘Asteroides crepusculares’

El descubrimiento de un nuevo NEO da origen a una nueva categoría de asteroides

Tenemos que agradecer a la Instalación Transitoria Zwicky (ZTF) en el Observatorio Palomar por la detección del sorprendentemente llamado ‘Ayló’chaxnim (2020 AV2). Este es un gran asteroide cercano a la Tierra con un reclamo de distinción, siendo el primer NEO encontrado en órbita dentro de la órbita de Venus. Me encanta explorar los nombres de las cosas, y ahora con ‘Ayló’chaxnim (2020 AV2), tenemos que nombrar la categoría, al menos provisionalmente. El nombre elegido es Vatira, que a su vez es un guiño a Atira, una clase de asteroides que orbitan completamente dentro de la órbita de la Tierra. Por lo tanto, Vatira se refiere a un Atira NEO con una órbita interior a Venus.

En cuanto al ‘Ayló’chaxnim, es una palabra de los pueblos indígenas cuyas tierras ancestrales ocupaban la región montañosa donde se encuentra el Observatorio Palomar. La buena gente de Caltech me ha dicho que la palabra significa algo así como ‘Chica Venus’. El 7 de Junio, las personas de ascendencia Pauma se reunieron para una ceremonia en el observatorio, después de que el equipo que maneja la instalación transitoria de Zwicky les pidió que eligieran un nombre local.

No podría decirte cómo se pronuncia ‘Ayló’chaxnim, pero con la ZTF ( Zwicky Transient Facility ) de guardia, es posible que encontremos más Vatiras, o al menos Atiras, que parecen ser más numerosos, por lo que es posible que tengamos más nombres de Pauma para Ven y quizás aprendamos. 2020 AV2 tiene un tamaño de 1 a 3 kilómetros y tiene una órbita inclinada unos 15 grados con respecto al plano del Sistema Solar. En su órbita de 151 días, permanece en el interior de Venus y se acerca a la órbita de Mercurio. El posdoctorado Bryce Bolan en Caltech lo marcó como candidato a principios de 2020.

La ZTF en sí misma es una cámara de inspección montada en el Telescopio Samuel Oschin en Palomar, que realiza una exploración de campo amplio y lleva adelante exploraciones rápidas del cielo. 2020 AV2, dice George Helou de Caltech, quien es co-investigador de ZTF, está en una órbita interesante, seguramente el resultado de la migración desde más lejos en el sistema:

“Pasar la órbita de Venus debe haber sido un desafío. La única forma en que saldrá de su órbita es si sale disparado a través de un encuentro gravitacional con Mercurio o Venus, pero lo más probable es que termine chocando contra uno de esos dos planetas”.

 El campo de visión de la Instalación Transitoria de Zwicky. El sistema de observación ZTF ofrece imágenes ópticas multibanda eficientes, de alta cadencia y amplio campo de visión para el análisis astrofísico en el dominio del tiempo. La cámara utiliza todo el plano focal de 47 grados cuadrados del telescopio Samuel Oschin Schmidt de 48 pulgadas, proporcionando el mayor campo de visión instantáneo de cualquier cámara en un telescopio de apertura superior a 0,5 m: cada imagen cubrirá 235 veces el área de la Luna llena. 
Crédito: Instalación transitoria de Zwicky.

Tan cerca del Sol, los Vatiras solo serán visibles al anochecer o al amanecer. Como señala Scott Sheppard de la Universidad de Hawái en una edición reciente de Science, nuestros estudios de asteroides se llevan a cabo principalmente con un cielo nocturno oscuro, lo que implica que es poco probable que se encuentren objetos pequeños que orbiten entre la Tierra y el Sol. El modelado de la población de NEO predice que los objetos tan grandes como 2020 AV2 son poco probables entre los Vatiras, pero los objetos más pequeños podrían ser abundantes. Los sondeos de asteroides en el interior de la órbita de Venus son pocos, por lo que hay trabajo aquí para instalaciones como la ZTF o el telescopio Blanco de 4 metros de la NSF en Chile con la Cámara de Energía Oscura (DECam) para completar esta población.  Ambos tienen campos de visión suficientes para llevar a cabo este tipo de levantamiento.

Así que pasemos a la cuestión de la mitigación de asteroides. Sheppard señala que, con los sondeos de NEO actuales junto con los modelos de formación de estos objetos, probablemente ya se hayan encontrado más del 90 por ciento de lo que él llama NEO ‘asesinos de planetas‘; estos serían objetos de más de 1 kilómetro, y él está hablando aquí sobre toda la gama de NEO, no solo los interiores de las órbitas de la Tierra o Venus. El escribe:

Es probable que los últimos NEO desconocidos de 1 km tengan órbitas cercanas al Sol o altas inclinaciones, lo que los mantiene alejados de los campos de los principales sondeos de NEO. El telescopio ‘Zwicky Transient Facility’ de 48 pulgadas ha encontrado un asteroide Vatira y varios Atira, lo que lo convierte en uno de los cazadores de asteroides más prolíficos del interior de la órbita de la Tierra. Para combatir el crepúsculo y encontrar asteroides más pequeños, se puede usar un telescopio más grande. Los grandes telescopios generalmente no tienen grandes campos de visión para estudiar de manera eficiente. El telescopio Blanco de 4 metros de la Fundación Nacional de Ciencias en Chile con la Cámara de Energía Oscura (DECam) es una excepción. Una nueva búsqueda de asteroides ocultos en pleno crepúsculo con DECam ha encontrado algunos asteroides Atira, incluido 2021 PH27.

Sheppard también describe una categoría que él llama ‘asesinos de ciudades‘, que incluye NEO de más de 140 metros; de estos, él cree que hemos encontrado alrededor de la mitad. El progreso en el seguimiento de los NEO ha sido alentador a medida que aprendemos sobre trayectorias potencialmente peligrosas, y recurrir a sondeos crepusculares como estos nos ayudará a aprender más sobre los NEO ocultos en el resplandor del Sol.

Resulta que el equipo de Zwicky encontró recientemente el asteroide con el eje semimayor más pequeño conocido (0,46 UA). Este es 2021 PH27, un objeto con alta excentricidad cuya órbita cruza las órbitas de Mercurio y Venus. Por lo tanto, dada nuestra categorización, PH27 es un Atira en lugar de un Vatira. Con un perihelio de 0,13 AU, este NEO muestra 1 minuto de arco de precesión por siglo, el más alto de cualquier objeto en el Sistema Solar, incluido Mercurio. Este es otro gran NEO de aproximadamente 1 kilómetro de tamaño. Aunque como señala Sheppard:

…debido a que el diámetro de estos asteroides interiores se calcula con una función supuesta de albedo y fase solar, los diámetros reales de ambos descubrimientos podrían ser inferiores a 1 km. Esto los colocaría en una población más esperada y los convertiría en menos casualidad estadística.

2020 AV2 orbita completamente dentro de la órbita de Venus. 
Crédito:
Bryce Bolin/Caltech
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Claramente tenemos mucho que hacer para construir nuestro catálogo de objetos cercanos al Sol. También podemos ampliar el catálogo de nombres exóticos. Los asteroides llamados Amor son aquellos que se acercan a la Tierra pero no cruzan su órbita. Los Apolos cruzan la órbita de la Tierra pero tienen semiejes mayores, mayores que los de la Tierra. Los Atenas, a su vez, cruzan la órbita de la Tierra pero tiene semiejes mayores menores que el de la Tierra. 

Posibilidad de Existencia de un reservorio de NEO cercanos al Sol

Sheppard señala que los NEO tienen órbitas dinámicamente inestables y especula que debe existir un reservorio que reponga su número porque el conteo general parece estar en un estado estable.

Entre los posibles reservorios están aquellos que pueden existir en resonancias a largo plazo con Venus o Mercurio, y es concebible que haya una población de asteroides aún no observados, los llamados Vulcanoides, que podrían tener órbitas enteramente dentro de la órbita de Mercurio. El excelente artículo de Sheppard señala que los Vulcanoides estarían a merced de muchos factores, incluida la deriva de Yarkovsky, las colisiones y las fracturas térmicas por la proximidad al Sol, por lo que es probable que sean poco comunes. Sabemos que las observaciones de naves espaciales de la región cercana al Sol parecen descartar Vulcanoides de más de 5 kilómetros, pero pueden existir reservorios estables para objetos más pequeños. Recuerde también que hemos encontrado numerosos exoplanetas más cerca de sus estrellas anfitrionas que la región Vulcanoide de nuestro Sistema Solar.

En general, los NEO bajo el resplandor del Sol no deberían ser demasiado prolíficos:

Deberían existir menos Atiras que los NEO más distantes, e incluso menos Vatiras, porque cada vez es más difícil para un objeto moverse hacia adentro más allá de la órbita de la Tierra y luego de Venus. Los paseos aleatorios de la órbita de un NEO a través de las interacciones gravitatorias planetarias pueden convertir un Atena en una órbita de Atira y/o Vatira y viceversa. Atiras debería representar alrededor del 1,2% y Vatiras solo el 0,3% de la población total de NEO provenientes del Cinturón Principal de Asteroides (4). 2020 AV2 pasará solo unos pocos millones de años en una órbita de Vatira antes de cruzar la órbita de Venus. Eventualmente, 2020 AV2 chocará con uno de los planetas o será interrumpido por las mareas, se desintegrará cerca del Sol o será expulsado del Sistema Solar interior.

El artículo de Scott Sheppard es «In the Glare of the Sun», vol. 377 Número 6604 (21 de julio de 2022), págs. 366-367 (texto completo). Para obtener más información sobre la instalación transitoria de Zwicky, consulte Graham et al., “The Zwicky Transient Facility: Science Objectives”, publicaciones de la Sociedad Astronómica del Pacífico, vol. 131, núm. 1001 (22 de Mayo de 2019). Texto completo.

Fuente: Centaury Dreams.

Artículo original:The Challenge of ‘Twilight Asteroids’. Paul Gilster. July 29, 2022.

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