Satélite asteroidal

Un satélite asteroidal (o luna) es un objeto astronómico que gira en torno a otro asteroide como su satélite natural. Hasta junio de 2019, se han detectado 357 asteroides conocidos que poseen uno o varios satélites, o sospechosos de tenerlos.^[1]​ El descubrimiento de los satélites en los asteroides (y los objetos binarios, en general) es importante porque la determinación de sus órbitas proporciona estimaciones sobre la masa y la densidad de la primaria, lo que permite conocer sus propiedades físicas que, de otro modo, no sería posible de otra manera.^[2]​ Los asteroides con satélites grandes generalmente se denominan asteroides binarios. El término asteroide doble se usa a veces para los sistemas en que el asteroide y su satélite son aproximadamente del mismo tamaño.^{[cita requerida]}

El origen de los satélites asteroidales no se conoce con certeza y existe una variedad de posibilidades. Una teoría ampliamente aceptada es que estos satélites se forman a partir de los escombros expulsados del asteroide primario tras un impacto. Pueden formarse otros emparejamientos cuando un asteroide pequeño es capturado por la gravedad de uno más grande.^[3]​

La primera mención de la era moderna de la posibilidad de un satélite en un asteroide se relacionó con la ocultación de la brillante estrella Kaffaljidhma por el asteroide Hebe en 1977. El descubridor fue el astrónomo Paul D. Maley, que detectó una inconfundible desaparición de 0,5 segundos de este estrella a simple vista desde un punto cercano a Victoria, Texas. Horas después, se informó de varias observaciones en México atribuidas a la ocultación por (6) Hebe. Aunque no está confirmado, esto documenta el primer caso documentado formalmente de una presunta compañera de un asteroide.^[4]​

El primer satélite asteroidal identificado fue Dactyl que gira en torno a Ida. La descubrió la sonda Galileo en 1993. La segunda se descubrió alrededor de Eugenia en 1998. Unos 37 satélites asteroidales se han descubierto con telescopios desde la Tierra. Se han descubierto los satélites asteroidales orbitando el cinturón principal, los asteroide troyanos, los asteroides Apolo, y el cinturón de Kuiper. En 2005, se descubrieron dos satélites girando en torno del asteroide Silvia siendo el primer asteroide triple conocido.

Un ejemplo de un asteroide doble es Antíope, dónde dos componentes iguales en tamaño giran en torno al centro común de gravedad.

Terminología

Además de los términos satélite y luna, el término "binario" (asteroide binario) a veces se usa para asteroides con dos lunas, y "triple" para asteroides con tres lunas. Si un objeto es mucho mayor, puede denominarse primario y su compañero secundario. El término asteroide doble se utiliza a veces para sistemas en los que el asteroide y su luna tienen aproximadamente el mismo tamaño, mientras que el binario tiende a usarse independientemente de los tamaños relativos de los componentes. Cuando los asteroides binarios son similares en tamaño, el Centro de Planetas Menores (MPC) se refiere a ellos como "compañeros binarios" en lugar de referirse al cuerpo más pequeño como un satélite.^[5]​ Un buen ejemplo de un binario real es el sistema Antiope, identificado en agosto de 2000.^[6]​ Los satélites pequeños a menudo se denominan luna menor.^[2]​^[7]​

Hitos de descubrimiento

Antes de la era del telescopio espacial Hubble y las sondas espaciales que llegaban al Sistema Solar exterior, los intentos de detectar satélites alrededor de los asteroides se limitaban a observaciones ópticas desde la Tierra. Por ejemplo, en 1978, las observaciones de ocultación estelar fueron reclamadas como evidencia de un satélite para el asteroide (532) Herculina.^[8]​ Sin embargo, más tarde, las imágenes más detalladas del telescopio Hubble revelaron que no era un satélite, y el consenso actual es que Herculina no tiene satélite.^[9]​ Salieron otros informes similares de asteroides con compañeros (generalmente conocidos como satélites) en los años siguientes. Además, una carta en la revista Sky & Telescope en ese momento señalaba cráteres de impacto aparentemente simultáneos en la Tierra (por ejemplo, los Lagos Clearwater en Quebec), sugiriendo que estos cráteres fueron causados por pares de objetos gravitacionalmente unidos.

En 1993, se confirmó la primera luna de un asteroide cuando la sonda Galileo descubrió el pequeño Dactyl que orbita (243) Ida en el cinturón de asteroides. La segunda fue descubierta en (45) Eugenia en 1998.^[10]​ En 2001, (617) Patroclus y su compañero del mismo tamaño, Menoetius, se convirtieron en los primeros asteroides binarios conocidos en la zona de troyanos de Júpiter.^[11]​ El primer binario transneptuniano después de Plutón-Caronte, 1998 WW₃₁, se descubrió en 2002.^[12]​

Sistemas triples

Los asteroides triples o trinarios se conocen desde 2005, cuando se descubrió que el asteroide (87) Sylvia tenía dos satélites, lo que lo convierte en el primer sistema triple conocido.^[13]​ A este descubrimiento le sigue el hallazgo de una segunda luna en órbita alrededor de (45) Eugenia.^[14]​ En el mismo año 2005, se descubrió que el planeta enano Haumea tenía dos lunas, lo que lo convierte en el segundo objeto transneptuniano después del descubrimiento de más lunas orbitando Plutón.^[15]​ Además, en 2008 y 2009 respectivamente, se descubrió que (216) Kleopatra^[16]​ y (93) Minerva^[17]​ eran asteroides trinarios. Desde que se descubrieron los primeros planetas triples menores, se siguen descubriendo más a un ritmo de uno al año aproximadamente. Recientemente se descubrieron dos lunas que orbitan alrededor del gran asteroide (3122) Florence cerca de la Tierra, lo que eleva el número de sistemas trinarios conocidos en el Sistema Solar hasta 14.

La siguiente tabla enumera todos los satélites de sistemas triples (o multiplicidades más altas) ordenados cronológicamente por su fecha de descubrimiento, comenzando con Caronte, descubierto en 1978.

Comunalidad

Los datos sobre poblaciones de objetos binarios todavía son imprecisas. Además del inevitable sesgo de observación (dependencia de la distancia desde la Tierra, el tamaño, el albedo y la separación de los componentes), la frecuencia parece ser diferente entre las distintas categorías de objetos. Entre los asteroides, se estima que el 2% tendría satélites. Entre los objetos transneptunianos (TNO), se estima que un 11% son objetos binarios o múltiples, y la mayoría de los TNO grandes tienen al menos un satélite, incluidos los cuatro planetas enanos incluidos en la lista de la IAU.

Se conocen más de 50 asteroides binarios en cada uno de los principales grupos: asteroides cercanos a la Tierra, cinturón de asteroides y objetos transneptunianos, sin incluir numerosas afirmaciones basadas únicamente en la variación de la curva de luz.

Entre los centauros, se han encontrado hasta ahora dos binarios, con ejes semi-mayores más pequeños que Neptuno.^[18]​ Ambos son sistemas de doble anillo alrededor de (2060) Chiron y (10199) Chariklo, descubiertos en 1994-2011 y 2013 respectivamente.

Origen

El origen de los satélites de los asteroides no se conoce actualmente con certeza, existiendo una variedad de teorías. La teoría más ampliamente aceptada es que los satélites se formaron a partir de escombros expulsados del principal asteroide por un impacto. También se pueden formar otros pares cuando un objeto pequeño es capturado por la gravedad de uno más grande.

La formación por colisión está limitada por el momento angular de los componentes, es decir, por las masas y su separación. Los binarios cercanos se ajustan a este modelo (por ejemplo, Plutón-Charon). Sin embargo, es poco probable que los binarios distantes, con componentes de tamaño comparable, hayan seguido este proceso, a menos que se haya perdido una masa considerable en el evento.

Las distancias de los componentes para los binarios conocidos varían desde unos pocos cientos de kilómetros ((243) Ida, (3749) Balam) hasta más de 3000 km ((379) Huenna) para los asteroides. Entre los TNO, las separaciones conocidas varían de 3.000 a 50.000 km.^[18]​

Poblaciones y clases

Lo que es "típico" para un sistema binario tiende a depender de su ubicación en el Sistema Solar (presumiblemente debido a los diferentes modos de origen y vida útil de dichos sistemas en diferentes poblaciones de asteroides).^[19]​

• Entre los asteroides próximos a la Tierra, los satélites tienden a orbitar a distancias del orden de 3 a 7 radios primarios, y tienen diámetros dos a varias veces más pequeños que los primarios. Dado que estos binarios son todos cruzan entre los planetas internos, se cree que las tensiones de marea que ocurrieron cuando el objeto padre pasó cerca de un planeta pueden ser responsables de la formación de muchos de ellos, aunque se cree que las colisiones también son un factor en la creación de estos satélites.
• Entre los asteroides ubicados en el cinturón principal, los satélites suelen ser mucho más pequeños que los primarios (una notable excepción es (90) Antiope) y orbitan alrededor de 10 radios primarios de distancia. Muchos de los sistemas binarios aquí son miembros de familias de asteroides, y se espera que una buena proporción de satélites sean fragmentos de un cuerpo principal cuya interrupción después de una colisión de asteroides produjo tanto el primario como el satélite.
• Entre los objetos transneptunianos, es común que los dos componentes orbitales tengan un tamaño similar, y que el eje semi-mayor de sus órbitas sea mucho más grande, aproximadamente de 100 a 1000 radios primarios. Se espera que una proporción significativa de estos binarios sea primordial.
  • Plutón tiene cinco lunas conocidas. Su luna más grande, Caronte, tiene más de la mitad del tamaño de Plutón y es lo suficientemente grande como para orbitar un punto fuera de la superficie de Plutón. De hecho, cada uno orbita el baricentro común entre ellos, con la órbita de Plutón completamente encerrada por la de Caronte; Por lo tanto, forman un sistema binario conocido informalmente como un planeta doble enano. Las otras cuatro lunas de Plutón, Nix, Hidra, Cerbero y Estigia, son mucho más pequeñas y orbitan el sistema Plutón-Caronte.
  • Haumea tiene dos lunas con radios estimados aproximadamente de 155 km (Hiʻiaka) y 85 km (Namaka).
  • Makemake tiene una luna conocida, S/2015 (136472) 1, estimada en unos 160 kilómetros (100 millas) de diámetro.
  • Eris tiene una luna conocida, Disnomia. Su radio, basado en su brillo, se estima en aproximadamente entre 150 y 350 km.^[20]​

Listado

Hasta junio de 2019, se han detectado 357 asteroides con 370 compañeros conocidos.^[1]​ Está agrupados en la siguiente relación:

Objeto próximo a la Tierra

Existen 72 asteroides conocidos cercanos a la Tierra con satélites o lunas.^[1]​ Los posibles candidatos a binarios con un estado no confirmado se muestran sobre un fondo oscuro.^[22]​

Asteroides que cruzan la órbita de Marte

Hay 28 asteroides que cruzan la órbita de Marte con lunas.^[1]​ Los posibles candidatos a binarios con un estado no confirmado se muestran sobre un fondo oscuro.^[22]​

Cinturón de asteroides

Hay 165 asteroides con lunas en el cinturón de asteroides.^[1]​ Los posibles candidatos a binarios con un estado no confirmado se muestran sobre un fondo oscuro.^[22]​

Los siguientes binarios son asteroides binarios, con componentes de tamaño similar y un baricentro fuera del objeto más grande.

Además, estos cuerpos pueden ser asteroides dobles, pero debido a errores en su tamaño y órbita, es incierto.

Troyanos de Júpiter

Hay 5 troyanos de Júpiter con una luna.^[1]​ Los posibles candidatos a binarios con un estado no confirmado se muestran sobre un fondo oscuro.^[22]​

Centauros

Solo hay 2 centauros con lunas, pero realmente son sistemas de anillo más que lunas.^[1]​

Objetos transneptunianos

Se sabe que 87 objetos transneptunianos tienen lunas,^[1]​ con un total de 93 lunas descubiertas. Los posibles candidatos a binarios con un estado no confirmado se muestran sobre un fondo oscuro.^[22]​

Véase también

• Efecto YORP
• Subsatélite
• Satélite natural
• Satélite irregular

Referencias

Enlaces externos

• Galería de asteroides con satélites

• Binary Asteroids: by Franck Marchis en YouTube., Lectura en SETI habla (duración 1:00:02)
• Órbitas de asteroides binarios con óptica adaptada (Franck Marchis)
• Satélites y compañeros de asteroides (CBAT)
• Asteroids with Satellites Archivo Johnston's
• The VOBAD database a web page built and designed by F. Marchis and his collaborators (UC-Berkeley/SETI Institute) which contains the parameters of 169 multiple asteroid systems (last update May 9, 2009)