Primer plano de Kleopatra, el extraño asteroide triple con forma de hueso de perro

Gracias al Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral (ESO VLT) y especialmente al instrumento Sphere que lleva incorporado, los astrónomos han adquirido las imágenes más detalladas hasta la fecha del asteroide triple (216) Cleopatra, también conocido como Kleopatra. Estas observaciones les han permitido acotar su forma tridimensional, similar a la de un hueso de…

Gracias al Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral (ESO VLT) y especialmente al instrumento Sphere que lleva incorporado, los astrónomos han adquirido las imágenes más detalladas hasta la fecha del asteroide triple (216) Cleopatra, también conocido como Kleopatra. Estas observaciones les han permitido acotar su forma tridimensional, similar a la de un hueso de perro. Además, proporcionan información para comprender la génesis de este asteroide con dos lunas.

Los asteroides y los cometas son fascinantes. Se sabe que algunos de estos objetos conservan recuerdos de los primeros momentos de la formación del Sistema Solar y que pueden utilizarse para restringir los modelos cosmogónicos. También son responsables de al menos una gran crisis biológica en la Tierra, la que supuso la desaparición de los dinosaurios, y por eso ahora se busca detectar los asteroides cercanos a la Tierra y, en particular, los cerca de 4 700 potencialmente peligrosos, conocidos como PHA (Potentially Hazardous Asteroids).

Otra razón para interesarse por los objetos cercanos a la Tierra es que algunos de ellos, ricos en metales o agua, son objetivos primordiales para la futura minería de asteroides. Podría decirse que esto es inevitable con el agotamiento de ciertos recursos metálicos en la Tierra y podría comenzar en algún momento del siglo XXI, lo que ayudaría a que las colonias espaciales de Gerard O’Neill fueran algo más que un sueño en el horizonte.

Entre los investigadores que estudian los asteroides hay uno muy conocido por los lectores de Futura: el astrónomo francés Franck Marchis. Miembro del Instituto Seti de Mountain View (California), también es especialista en volcanes de Io y está muy involucrado en la obtención de imágenes directas de exoplanetas. También es miembro de la start-up francesa Unistellar, que ha desarrollado un nuevo tipo de telescopio para el público en general. Hace poco escribimos un artículo sobre la última versión de este instrumento, llamado eQuinox.

Franck Marchis presenta el eVscope en este vídeo, explicando que un día uno de los usuarios que participa en el estudio de los asteroides cercanos a la Tierra podría salvar a la humanidad. Para obtener una traducción al francés bastante precisa, haga clic en el rectángulo blanco de la parte inferior derecha. Entonces deberían aparecer los subtítulos en inglés. A continuación, haga clic en la tuerca situada a la derecha del rectángulo, luego en «Subtítulos» y, por último, en «Traducir automáticamente». Elija «Francés». Unistellar
(216) Cleopatra, un asteroide triple

Cleopatra, un asteroide triple

En 2008, utilizando la técnica de óptica adaptativa disponible en el Observatorio Keck, Franck Marchis y sus colegas Pascal Descamps, Jérôme Berthier y Joshua P. Emery descubrieron dos pequeñas lunas alrededor del asteroide (216) Cleopatra, cuya designación internacional es (216) Kleopatra. Al orbitar el cuerpo celeste, fueron bautizados en 2011 como Alejandro Helios y Cleopatra Selene II, en honor a los dos hijos que Cleopatra tuvo con Marco Antonio.

Kleopatra vuelve a estar en el candelero con un comunicado de ESO que va acompañado de dos publicaciones que se pueden encontrar en acceso abierto en arXiv. En este último, Franck Marchis, también asociado al Laboratoire d’astrophysique de Marseille (Francia) y que dirigió el estudio sobre este asteroide publicado en la revista Astronomy & Astrophysics, explica que «Kleopatra es un cuerpo verdaderamente único en nuestro Sistema Solar. El estudio de casos especiales como el de Kleopatra permite que la ciencia progrese. Además, la comprensión de este complejo y múltiple sistema de asteroides puede contribuir a una mejor comprensión de nuestro Sistema Solar.

Kleopatra ya había llamado la atención en el siglo XX cuando las primeras observaciones con el telescopio de 3,6 metros de la ESO en La Silla mostraron dos lóbulos, que las observaciones de radar con el radiotelescopio de Arecibo mostraron que estaban unidos y dieron al asteroide una sorprendente forma de hueso de perro. Una forma que el astrónomo austriaco Johann Palisa, del Observatorio Naval Austriaco de Pola, en la actual Pula (Croacia), probablemente no imaginó cuando hizo el descubrimiento de (216) Cleopatra el 10 de abril de 1880.

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Estas once imágenes muestran el asteroide Kleopatra, observado desde varios ángulos mientras gira durante menos de seis horas. Las imágenes fueron tomadas en diferentes momentos entre 2017 y 2019 utilizando el instrumento Sphere (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) en el VLT de ESO. ESO/Vernazza, Marchis y otros/algoritmo Mistral (Onera/CNRS)


Un asteroide metálico pero «poroso

Kleopatra orbita el Sol en el famoso cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter. Su tamaño no es ni mucho menos despreciable, y las estimaciones de su tamaño eran de 217 × 94 × 81 km. Para saber más sobre él, Marchis y su equipo utilizaron imágenes del asteroide adquiridas por el instrumento Sphere (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) del VLT de ESO, durante diferentes campañas de observación entre 2017 y 2019.

Estas observaciones confirmaron que el asteroide giraba sobre sí mismo, pero tenía una longitud de unos 270 kilómetros. La mejor determinación de las órbitas de sus lunas ha permitido conocer con mayor precisión su masa, que es más ligera de lo que se pensaba. Aunque las propiedades de radio-reflexión de la superficie de Kleopatra apuntan a un importante contenido metálico, la densidad calculada hoy es un 35% inferior a la estimada anteriormente: 3,4 gramos por centímetro cúbico, es decir, una densidad media inferior a la mitad de la del hierro. Anteriormente, la densidad de Kleopatra se estimaba en 4,5 gramos por centímetro cúbico.

Esta estimación y el albedo de Kleopatra sugieren, por tanto, que el asteroide es un agregado suelto con vacíos de material metálico, lo que puede explicarse por una colisión pasada que desgarró los cuerpos celestes implicados, reuniéndose entonces los restos bajo la influencia de su gravitación.

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Un conocimiento más preciso de las órbitas de las dos lunas de Cleopatra procede del trabajo del equipo dirigido por Miroslav Brož, de la Universidad Carolina de Praga (República Checa), que también se ha publicado en Astronomy & Astrophysics.
La imagen compara el tamaño del asteroide Kleopatra con el del norte de Italia. La mitad superior de la imagen muestra un modelo numérico de Kleopatra, un asteroide con forma de hueso de perro que orbita alrededor del Sol desde el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter. Sus dos extremos están separados por 270 kilómetros. La mitad inferior de la imagen muestra una vista aérea del norte de Italia y la proyección en tierra de las dimensiones del asteroide. ESO/M. Kornmesser/Marchis et al.

¿Cleopatra al borde del colapso?

La nueva determinación de la estructura de Kleopatra permite un acercamiento a un escenario ya propuesto para explicar el origen de los asteroides binarios, un escenario ya esbozado en el artículo anterior más abajo. Kleopatra gira sobre sí misma en sólo 5,3 horas, lo que significa que su tamaño hace que se acerque a la rotación límite, lo que provocará que se rompa por la fuerza centrífuga con su estructura suelta. Por tanto, podemos pensar que las dos lunas son bloques o conjuntos de bloques expulsados por la rotación de Kleopatra.

En cuanto a los futuros estudios de este triple asteroide, pronto se producirá un salto considerable en la resolución de las observaciones visibles en la Tierra con la puesta en marcha del Telescopio Extremadamente Grande (ELT) de la ESO, también capaz de utilizar la óptica adaptativa. Uno de los primeros en comprender el potencial de esta técnica de observación, Franck Marchis, no se equivoca ciertamente sobre los posibles descubrimientos que pronto serán posibles con este gigante en construcción: «Estoy impaciente por apuntar el ELT hacia Kleopatra, para ver si está rodeada de otras lunas y afinar sus respectivas órbitas con el fin de detectar minúsculos cambios.