Martes, 22 de septiembre de 2020. 19:00 h

Sede Universitaria de Villajoyosa

Adriano Campo Bagatin:

“Exploración de asteroides: leyendo la historia del sistema solar”

Resumen:

220 años después del descubrimiento del primer asteroide, nuestra visión del sistema solar ha cambiado profundamente. En particular, las observaciones y especialmente la exploración espacial de los últimos 30 años han hecho posible estudiar con detalle estos pequeños cuerpos, revolucionando nuestro conocimiento de como ha ido evolucionando nuestro sistema solar.

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(La reacumulación gravitatoria como origen de la mayoría de binarios de contacto y otras formas de pequeños cuerpos)

Adriano Campo Bagatin, Rafael A. Alemañ, Paula G. Benavidez, Manuel Pérez-Molina, Dereck C. Richardson

Los asteroides, pequeños cuerpos rocosos que existen en nuestro sistema solar, presentan una gran variedad de formas. Semejante diversidad abarca desde objetos notablemente redondeados a otros más bien alargados, o de sistemas binarios (un cuerpo principal en torno al cualorbita otro menor) y “binarios de contacto” como (25143) Itokawa, el objetivo de la misión Hayabusa (JAXA). Los binarios de contacto, concretamente, exhiben una forma característica descrita como un apreciable engrosamiento de la masa en sus extremos opuestos, extremos separados por un cuello, o estrechamiento, que los asemeja a un gigantesco cacahuete. Se supone que estos objetos se formaron por la colisión lenta de dos pequeños cuerpos antes independientes que han acabado uniéndose en una única entidad.

Cualquiera que sea su forma, estos pequeños cuerpos pasan la mayor parte del tiempo dentro de una región caracterizada por las colisiones entre sus componentes, el Cinturón de Asteroides, donde los procesos de impacto son relativamente frecuentes. Las especulaciones sobre el origen de las variadas formas de los asteroides, recurren a mecanismos tales como colisiones (que pueden agrupar objetos antes separados) y efectos de giro del asteroide sobre sí mismo (que pueden desprender alguna de sus partes).

Recientemente se han llevado a cabo simulaciones numéricas de la interacción gravitatoria entre los componentes de un conjunto de varios objetos (sistemas de n cuerpos) para analizar la evolución de los fragmentos resultantes después de colisiones catastróficas (Campo Bagatin et al., 2018). En el presente estudio se introduce la idea de que el proceso estocástico de acumulación gravitatoria de tales fragmentos, puede ser responsable de muchas de las formas observadas en los asteroides. La elongación en la forma –tanto para el tipo S (silíceo) como para el C (carbonáceo)– muestra una cierta tendencia a incrementarse con el aumento del volumen de la distribución inicial de los fragmentos que se van a reacumular

Es más, las conclusiones ofrecidas al final de este artículo, permiten asegurar que el tipo asteroidal llamado “binario de contacto” puede surgir regularmente durante el proceso de reacumulación gravitatoria tras un impacto catastrófico. Procesos similares pueden haber ocurrido también en el caso de algunos cometas y objetos transneptunianos (aquellos que se encuentran allende la órbita de Neptuno).

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(Estructura interna de agregados gravitacionales de asteroides)

Adriano Campo Bagatin, Rafael A. Alemañ, Paula G. Benavidez, Dereck C. Richardson

La mayoría de los aficionados a la astronomía sabe de la existencia del llamado Cinturón de Asteroides más allá de Marte, aunque no es tan conocido que la estructura interna de estos pequeños objetos siderales sigue siendo fundamentalmente desconocida a causa de la ausencia de mediciones directas. Las principales líneas de investigación sobre este tema sobre este tema provienen de consideraciones teóricas y de la comparación entre las densidades aparentes medidas de los asteroides y las correspondientes densidades de los análogos meteoríticos (fragmentos asteroidales que llegan a nosotros como restos de meteoritos).

Una gran cantidad de los cuerpos que forman el Cinturón de Asteroides se halla constituida por agregados de fragmentos con una amplia variedad de tamaños y formas, lo que resulta muy diferente de la imagen popular de los asteroides como bloques monolíticos, es decir, rocas de una pieza. A consecuencia de ello, la distribución de fragmentos y de los huecos entre ellos en un agregado gravitacional (cúmulo de fragmentos que se mantiene unido por la atracción gravitacional mutua de todos ellos) determina la estructura y propiedades de dichos objetos. En este artículo se estudia la evolución dinámica del proceso de reacumulación de los fragmentos creados en colisiones catastróficas (capaces de destruir el asteroide original por completo) para asteroides en el rango de 500 m y10 km. Este estudio se llevó a cabo gracias a simulaciones numéricas ejecutadas mediante programa informáticos específicamente diseñados para ello. En el curso de esta investigación se puso un especial cuidado en considerar formas irregulares para los componentes de estos agregados, aprovechando los resultados de experimentos de laboratorio que proporcionan distribuciones de masa relativas y relaciones de aspecto (proporciones relativas de los ejes de elipsoides que remedan hasta cierto punto la irregularidad de las formas reales) para las formas de los fragmentos.

Las conclusiones obtenidas indican que los procesos que determinan las propiedades finales de los agregados resultantes –al finalizar la reacumulación de los fragmentos inicialmente dispersados por un impacto catastrófico sobre el asteroide original– son principalmente estocásticos, a pesar de lo cual se pueden identificar patrones interesantes. Para mayor claridad disnguimos entre el tipo asteroidal S (el silicio es su componente mayoritario) y C (predomina el carbono en su composición), así como también diferenciamos la macroporosidad (proporción de huecos entre los fragmentos que forman el agregado gravitacional) y la microporosidad (la porosidad referida a la estructura interna de cada uno de tales fragmentos).

Los resultados numéricos de este estudio coinciden con las macro-porosidades estimadas de los asteroides de tipo S y se encuentra una relación aproximadamente lineal entre la macro-prorosidad de los agregados de asteroides y el cociente de masa del fragmento más grande entre la masa del agregado completo (para ambos tipos, S y C).

En cuanto a los asteroides de tipo C observados, se concluye que sus interiores deben estar más fragmentados que en el caso de los asteroides de tipo S, lo que explicaría la diferencia en la macro porosidad estimada de los asteroides de C reales con respecto a los tipos de S. También se encuentra que los asteroides que giran con más lentitud pueden aparecer espontáneamente como producto de la reacumulación gravitacional.

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