ESO obtiene imágenes de algunos de los asteroides más grandes de nuestro Sistema Solar
Utilizando el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral (VLT de ESO) en Chile, los astrónomos han obtenido imágenes de 42 de los mayores objetos del cinturón de asteroides, situado entre Marte y Júpiter. Jamás se había podido obtener imágenes tan nítidas de un grupo tan grande de asteroides. Las observaciones revelaron una amplia gama de curiosas formas, desde esféricas hasta similares a huesos de perro, que están ayudando a los astrónomos a trazar los orígenes de los asteroides en nuestro Sistema Solar.
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| Esta imagen muestra 42 de los objetos más grandes del cinturón de asteroides, situado entre Marte y Júpiter. La mayoría mide más de 100 kilómetros, siendo Ceres y Vesta los asteroides más grandes, con 940 y 520 kilómetros de diámetro, mientras que los dos más pequeños, Urania y Ausonia, miden unos 90 kilómetros. Las imágenes de los asteroides fueron captadas con el instrumento Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) del Very Large Telescope de ESO. Crédito: ESO/M. Kornmesser/Vernazza et al./MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS) |
Las imágenes en detalle de estos 42 objetos constituyen un gran avance en la exploración de asteroides, hecho posible gracias a los telescopios terrestres, y contribuyen a dar respuesta a interrogantes fundamentales sobre la vida, el Universo y todo [1].
"Hasta ahora, solo se habían obtenido imágenes en detalle de tres grandes asteroides del cinturón principal, Ceres, Vesta y Lutetia, que fueron visitados por las misiones espaciales Dawn y Rosetta de NASA y de la Agencia Espacial Europea, respectivamente", explica Pierre Vernazza, del Laboratorio de Astrofísica de Marsella, Francia, quien dirigió el estudio de asteroides publicado hoy en Astronomy & Astrophysics."Nuestras observaciones en ESO han proporcionado imágenes nítidas para muchos más objetivos, 42 en total".
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| Imágenes captadas con el instrumento Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) del Very Large Telescope de ESO, como parte de un programa que estudió 42 de los mayores asteroides de nuestro Sistema Solar. Muestran a Ceres y Vesta, los dos objetos más grandes del cinturón de asteroides situado entre Marte y Júpiter, que miden unos 940 y 520 kilómetros de diámetro. Ambos asteroides resultaron ser los más masivos de la muestra. Crédito: ESO/Vernazza et al./MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS) |
El número reducido de observaciones de asteroides en detalle implicó que sus características clave, como su forma 3D o densidad, permanecieron desconocidas en gran parte, hasta ahora. Entre 2017 y 2019, Vernazza y su equipo se propusieron llenar este vacío realizando un estudio exhaustivo de los cuerpos principales en el cinturón de asteroides.
La mayoría de los 42 objetos de la muestra tienen un tamaño superior a los 100 kilómetros. En particular, el equipo obtuvo imágenes de casi todos los asteroides mayores a 200 kilómetros del cinturón, que resultaron ser 20 de 23. El equipo analizó los dos objetos más grandes, Ceres y Vesta, cuyo diámetro se calcula en 940 y 520 kilómetros, en tanto que los dos asteroides más pequeños resultaron ser Urania y Ausonia, que miden unos 90 kilómetros.
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| Imágenes captadas con el instrumento Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) del Very Large Telescope de ESO, como parte de un programa que estudió 42 de los asteroides más grandes de nuestro Sistema Solar. Muestran a los dos objetos más pequeños, Ausonia y Urania, de unos 90 kilómetros de diámetro. Crédito: ESO/Vernazza et al./MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS) |
Al reconstruir las formas de los objetos, el equipo descubrió que los asteroides observados se dividen principalmente en dos familias. Algunos son casi perfectamente esféricos, como Hygiea y Ceres, mientras que otros tienen una forma más peculiar, "alargada", con el asteroide "hueso de perro" denominado Cleopatra como protagonista indiscutible.
Al combinar las formas de los asteroides con información sobre sus masas, el equipo descubrió que las densidades varían significativamente en las muestras. Los cuatro asteroides menos densos estudiados, incluyendo Lamberta y Sylvia, tienen densidades de unos 1,3 gramos por centímetro cúbico, aproximadamente la densidad del carbón. Psyche y Kalliope tienen la mayor densidad, con 3,9 y 4,4 gramos por centímetro cúbico, respectivamente, lo cual es superior a la densidad del diamante (3,5 gramos por centímetro cúbico).
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| Imágenes obtenidas con el instrumento Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) del Very Large Telescope de ESO, como parte de un programa que estudió 42 de los asteroides más grandes de nuestro Sistema Solar. Muestran a dos de los asteroides con densidad más baja, Sylvia y Lamberta, cuya densidad se calcula en 1,3 gramos por centímetro cúbico, aproximadamente la densidad del carbón. Crédito: ESO/Vernazza et al./MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS) |
Esta gran diferencia en densidad sugiere que la composición de los asteroides varía significativamente, dando a los astrónomos indicios importantes sobre su origen. “Nuestras observaciones ofrecen sólida evidencia de una migración sustancial de estos cuerpos desde su formación. En resumen, la enorme variedad en composición sólo puede comprenderse si los cuerpos se originaron en distintas regiones del Sistema Solar”, explica Josef Hanuš de la Universidad Karlova, Praga, República Checa, uno de los autores del estudio. En particular, los resultados apoyan la teoría de que los asteroides menos densos se formaron en regiones remotas fuera de la órbita de Neptuno y migraron a su ubicación actual.
Estos descubrimientos fueron posibles gracias a la sensibilidad del instrumento Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) montado en el VLT de ESO [2]. "Con las capacidades mejoradas de SPHERE, junto al hecho de que se sabía poco sobre la forma de los asteroides más grandes del cinturón principal, logramos un gran avance en este campo", dice el coautor Laurent Jorda, también del Laboratorio de Astrofísica de Marsella.
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| Imágenes obtenidas con el instrumento Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) del Very Large Telescope de ESO, como parte de un programa que estudió 42 de los asteroides más grandes de nuestro Sistema Solar. Muestran a Kalliope y Psyche, los dos objetos más densos, cuya densidad de 3,9 y 4,4 gramos por centímetro cúbico, respectivamente, es mayor a la densidad del diamante (3,5 gramos por centímetro cúbico). Crédito: ESO/Vernazza et al./MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS) |
Los astrónomos podrán obtener imágenes de más asteroides con gran detalle con el Extremely Large Telescope (ELT) de ESO, actualmente en construcción en Chile, que comenzará a operar a finales de esta década. “Las observaciones con el ELT de los asteroides del cinturón principal nos permitirán estudiar objetos con diámetros de entre 35 y 80 kilómetros, dependiendo de su ubicación en el cinturón, y cráteres de hasta 10 a 25 kilómetros”, dice Vernazza. “Con un instrumento similar a SPHERE en el ELT podríamos obtener imágenes de una muestra similar de objetos en el distante Cinturón de Kuiper. Esto significa que podremos caracterizar la historia geológica de una muestra mucho mayor de cuerpos pequeños".
Notas
[1] En la novela “Guía del autoestopista galáctico”, del autor Douglas Adams, el número 42 representa “la Respuesta Máxima de la Vida, el Universo y de Todo”. Hoy, 12 de octubre de 2021, es el 42° aniversario de la publicación del libro.
[2] Todas las observaciones se llevaron a cabo con el Zurich IMaging POLarimeter (ZIMPOL), un subsistema del instrumento SPHERE que opera en longitudes de onda visibles.
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| Este poster muestra 42 de los objetos más grandes del cinturón de asteroides, situado entre Marte y Júpiter (sus órbitas no están a escala). Las imágenes del círculo externo de esta infografía fueron captadas con el instrumento Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) del Very Large Telescope de ESO. La muestra de asteroides presenta 39 objetos de más de 100 kilómetros de diámetro, incluyendo 20 de más de 200 kilómetros. El poster destaca algunos de los objetos, incluidos Ceres (el asteroide más grande del cinturón), Urania (el más pequeño), Kalliope (el más denso) y Lutetia, que fue visitado por la misión Rosetta de la Agencia Espacial Europea. Crédito: ESO/M. Kornmesser/Vernazza et al./MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS) |
Información adicional
Este trabajo de investigación se ha presentado en un artículo científico que será publicado en la revista Astronomy & Astrophysics (https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202141781).
El equipo está formado por P. Vernazza (Universidad Aix Marseille, CNRS, CNES, Laboratorio de Astrofísica de Marsella, Francia [LAM]), M. Ferrais (LAM), L. Jorda (LAM), J. Hanuš (Instituto de Astronomía, Facultad de Física y Matemáticas, Universidad Charles, Praga, República Checa [CU]), B. Carry (Universidad Côte d’Azur, Observatorio de la Costa Azul, CNRS, Laboratorio Lagrange, Francia [OCA]), M. Marsset (Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias, MIT, Cambridge, EE.UU. [MIT), M. Brož (CU), R. Fetick (Laboratorio Aeroespacial Francés [ONERA] y LAM), M. Viikinkoski (Matemáticas y Estadística, Universidad Tampere, Finlandia [TU]), F. Marchis (Instituto LAM y SETI, Centro Carl Sagan, Mountain View, EE.UU.), F. Vachier (Instituto de mecánica celeste y de cálculo de efemérides, Observatorio de Paris, Universidad de Investigación PSL, CNRS, Universidad de la Sorbonne, Universidad UPMC Paris 06 y Universidad de Lille, Francia [IMCCE]), A. Drouard (LAM), T. Fusco (Laboratorio Aeroespacial Francés [ONERA] y LAM), M. Birlan (IMCCE e Instituto Astronómico de la Academia Rumana, Bucarest, Romania [AIRA]), E. Podlewska-Gaca (Facultad de Física, Instituto de Observación Astronómica, Universidad Adam Mickiewicz, Poznan, Polonia [UAM]), N. Rambaux (IMCCE), M. Neveu (Universidad de Maryland College Park, Centro de vuelo espacial Goddard de NASA, EE.UU. [UMD]), P. Bartczak (UAM), G. Dudziński (UAM), E. Jehin (Instituto de Investigación en Astrofísica, y Ciencias y Tecnologías Espaciales, Universidad de Lieja, Bélgica, [STAR]), P. Beck (Instituto de Planetología y Astrofísica de Grenoble, UGA-CNRS, Francia [OSUG]), J. Berthier (IMCCE), J. Castillo-Rogez (Jet Propulsion Laboratory, Instituto de Tecnología de California, Pasadena, EE.UU.[JPL]), F. Cipriani (Agencia Espacial Europea, ESTEC – Oficina de Apoyo Científico, Noordwijk, Países Bajos [ESTEC]), F. Colas (IMCCE), C. Dumas (Telescopio de Treinta Metros, Pasadena, EE.UU. [TMT]), J. Ďurech (CU), J. Grice (Laboratorio de Atmósferas, Entornos y Observaciones Espaciales, CNRS y Universidad de Versalles Saint-Quentin-en-Yvelines, Guyancourt, Francia [UVSQ] y Escuela de Ciencias Físicas, The Open University, Milton Keynes, Reino Unido [OU]), M. Kaasalainen (TU), A. Kryszczynska (UAM), P. Lamy (Departamento de Fisica, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal, Universidad de Alicante, Alicante, Spain), H. Le Coroller (LAM), A. Marciniak (UAM), T. Michalowski (UAM), P. Michel (OCA), T. Santana-Ros (Instituto de Ciencias del Cosmos, Universidad de Barcelona, España y Observatorio Europeo Austral, Santiago, Chile), P. Tanga (OCA), A. Vigan (LAM), O. Witasse (ESTEC), B. Yang (Observatorio Europeo Austral, Santiago, Chile), P. Antonini (Observatorio Hauts Pays, Bédoin, Francia), M. Audejean (Observatorio de Chinon, Chinon, Francia), P. Aurard (AMU, Observatorio de Haute Provence, Instituto Pythéas, Observatorio Saint-Michel, Francia [OHP]), R. Behrend (Observatorio de Ginebra, Sauverny, Suiza y Laboratorio de Física de Altas Energías y Astrofísica, Universidad Cadi Ayyad , Marrakech, Marruecos [UCA]), Z. Benkhaldoun (UCA), J. M. Bosch (B74, Avinguda de Catalunya 34, 25354 Santa Maria de Montmagastrell (Tarrega), España), A. Chapman (Observatorio Cruz del Sur, Ciudad de San Justo, Buenos Aires, Argentina), L. Dalmon (OHP), S. Fauvaud (Observatorio Bois de Bardon, Taponnat, Francia y Association T60, Observatorio Midi-Pyrénées, Toulouse, Francia), Hiroko Hamanowa (Museo Espacial de Hong Kong, Tsimshatsui, Hong Kong, PR China [HKSM]), Hiromi Hamanowa (HKSM), J. His (OHP), A. Jones (I64, SL6 1XE, Maidenhead, UK), D-H. Kim (Instituto de Astronomía y Ciencias Espaciales de Corea, Daejeon, Corea [KASI] y Universidad Nacional de Chungbuk, Chungdae-ro, Seowon-gu, Cheongju-si, Chungcheongbuk-do, Corea), M-J. Kim (KASI), J. Krajewski (Facultad de Física, Instituto del Observatorio Astronómico, Universidad Adam Mickiewicz, Poznań, Polonia), O. Labrevoir (OHP), A. Leroy (Observatorio OPERA, Saint Palais, Francia [OPERA] y Uranoscope, Gretz-Armainvilliers, Francia), F. Livet (Instituto de Astrofísica de Paris, Paris, Francia, UMR 7095 CNRS et Sorbonne Universités), D. Molina (Observatorio Anunaki, Calle de los Llanos, Manzanares el Real, Spain), R. Montaigut (Club d’Astronomie de Lyon Ampere, Vaulx-en-Velin, Francia y OPERA), J. Oey (Kingsgrove, NSW, Australia), N. Payre (OHP), V. Reddy (Instituto de Ciencias Planetarias, Tucson, EE.UU.), P. Sabin (OHP), A. G. Sanchez (Observatorio Rio Cofio Robledo de Chavela, España), y L. Socha (Cicha 43, 44-144 Nieborowice, Polonia).
ESO es la principal organización astronómica intergubernamental de Europa y el observatorio astronómico basado en tierra más productivo del mundo. Cuenta con dieciséis países miembros: Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Irlanda, Italia, Países Bajos, Polonia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza, junto con Chile, país anfitrión, y Australia como aliado estratégico. ESO desarrolla un ambicioso programa centrado en el diseño, construcción y operación de potentes instalaciones de observación terrestres que permiten a los astrónomos hacer importantes descubrimientos científicos. ESO también desempeña un importante papel promoviendo y organizando la cooperación en investigación astronómica. ESO opera en Chile tres instalaciones de observación únicas en el mundo: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope junto con su interferómetro VLTI (Very Large Telescope Interferometer), el más avanzado del mundo, así como dos telescopios de rastreo: VISTA (siglas en inglés de Telescopio de Rastreo Óptico e Infrarrojo para Astronomía), que trabaja en el infrarrojo, y el VST (VLT Survey Telescope, Telescopio de Rastreo del VLT), que rastrea en luz visible. También en Paranal, ESO albergará y operará el CTA Sur (Cherenkov Telescope Array South), el observatorio de rayos gamma más grande y sensible del mundo. ESO también es socio principal de dos instalaciones en Chajnantor, APEX y ALMA, actualmente el mayor proyecto astronómico en funcionamiento del mundo. Finalmente, en Cerro Armazones, cerca de Paranal, ESO está construyendo el ELT (Extremely Large Telescope), de 39 metros, que llegará a ser “el ojo más grande del mundo para mirar el cielo”.
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• Publicado en ESO-España el 12 de octubre del 2021, enlace publicación.
