El pasado 1 de noviembre de 2023 la sonda Lucy visitó el que sería su primer destino de un largo viaje: el asteroide 152830 Dinkinesh, un pequeño cuerpo de aproximadamente 800 metros de diámetro que a su vez tenía en órbita un pequeño satélite de 220 metros de diámetro. Estos sistemas binarios no son nada extraños. De hecho, se calcula que aproximadamente un 15% de la población de asteroides cercanos a la Tierra entre los 200 metros y los 10 kilómetros de diámetro (o NEAs, por sus siglas en inglés) podrían ser binarios. Pero este satélite, llamado Selam, en realidad no es un asteroide cualquiera, sino que es un asteroide binario de contacto, formado por la coalescencia a baja velocidad de dos cuerpos en órbita alrededor de Dinkinesh y que, por lo tanto, en algún momento, en vez de un sistema binario pudo ser incluso un sistema triple.

Los sistemas de asteroides binarios suelen formarse a través de un proceso muy característico: la fisión rotacional. Este consiste en que un cuerpo, al que llamaremos padre, comienza a girar muy rápidamente debido a la fuerza que ejerce la radiación solar sobre este, un fenómeno al que llamamos efecto YORP, por Yarkovsky-O’Keefe-Radzievskii-Paddack, los cuatro científicos que sentaron gran parte de la base teórica de este proceso.

Para explicarlo de una manera sencilla, el efecto YORP ocurre por la manera en que un cuerpo -en este caso un asteroide- absorbe la luz del Sol y la devuelve al especio como radiación infrarroja o calor. A causa de la propia rotación del asteroide, la cara que absorbe la energía solar no es exactamente la misma que posteriormente emitirá el calor, ya que hay un desfase entre el momento que se absorbe la radiación luminosa y la emisión del calor, de tal manera que se acaba emitiendo más calor desde un lado del asteroide que desde el otro.

Este calentamiento y enfriamiento asimétrico que se produce en la superficie del asteroide es suficiente para crear un empuje muy pequeño pero significativo: la emisión de calor desde la superficie del asteroide provoca una fuerza opuesta a la dirección del flujo de calor desde su superficie. Con el paso del tiempo este fenómeno puede alterar la velocidad de rotación del asteroide e incluso su órbita alrededor del Sol.

Si el asteroide “padre” comienza a girar muy rápido a causa de este efecto, parte de su materia puede separarse del asteroide, ser expulsada a su órbita y con el tiempo esos trozos coalescer y formar uno o varios satélites. Precisamente, un nuevo estudio (Merril et al. (2024)) ha calculado la edad de Selam estudiando el efecto YORP y las interacciones gravitatorias con Dinkinesh sin necesidad de tener que tomar una imagen completa con la que calcular su edad a través de los cráteres o sin un retorno de muestras.

Los investigadores de este nuevo artículo estiman que la edad de Selam está entre los uno y los diez millones de años, con una edad mediana de unos tres millones de años y que han obtenido a través de diversos modelos matemáticos con los que han podido calcular la evolución de este sistema, teniendo en cuenta incluso los parámetros de masa y densidad de los cuerpos, algo que suele complicar mucho este tipo de cálculos ya que no se conocen con detalle y no son perfectamente homogéneos en su interior.

En este artículo reflexionan que, si esta técnica se usa en más asteroides y las cifras convergen con las dataciones por conteo de cráteres, podría ser de gran utilidad, especialmente sobre asteroides que puedan haber sufrido cambios muy recientes en los que la población de cráteres se haya podido ver afectada, algo que provocaría un “reseteo” de su cronómetro y por lo tanto, resultar conflictivo a la hora de datar mediante esta técnica.

Pero este estudio abre también la puerta a poder datar los sistemas binarios sin necesidad de acercarnos con una nave espacial -como por ejemplo ha hecho la sonda Lucy-, lo que abre nuevas posibilidades a la hora de poder comprender mejor la formación y evolución de estos sistemas y que además podría tener consecuencias no solo a la hora de decidir los objetivos de misiones espaciales de investigación, sino también en las de defensa planetaria.

Y de nuevo pone también de manifiesto que los avances científicos pueden llegar también a través de la colaboración entre distintos campos de la ciencia, como puede ser la geología, la física o las matemáticas, tendiendo puentes que quizás antes habrían parecido imposibles.

Referencias:

Agrusa, Harrison F., Yun Zhang, Derek C. Richardson, Petr Pravec, Matija Ćuk, Patrick Michel, Ronald-Louis Ballouz, et al. (2024) Direct N-body Simulations of Satellite Formation around Small Asteroids: Insights from DART’s Encounter with the Didymos System The Planetary Science Journal doi: 10.3847/PSJ/ad206b.

Levison, Harold (2024) The Discovery of a Contact-Binary Satellite of the Asteroid (152830) Dinkinesh by the Lucy Mission Research Square doi: 10.21203/rs.3.rs-3911173/v1

Merrill, C. C., A. R. Kubas, A. J. Meyer, y S. D. Raducan (2024) Age of (152830) Dinkinesh I Selam constrained by secular tidal-BYORP theory Astronomy & Astrophysics doi: 10.1051/0004-6361/202449716.

Sobre el autor: Nahúm Méndez Chazarra es geólogo planetario, divulgador científico u autor de la sección Planeta B.