Científicos hallan una posible familia del planeta enano Ceres

Investigadores encuentran 156 potenciales fragmentos del mayor cuerpo del cinturón principal de asteroides del Sistema Solar

Por Elton Alisson  |  Agência FAPESP – Más allá de los indicios de que Ceres, el mayor cuerpo del cinturón principal de asteroides del Sistema Solar –situado entre las órbitas de Marte y Júpiter–, debería poseer una familia de fragmentos originados en colisiones acaecidas en el transcurso de los últimos miles de millones de años, hasta ahora no se habían hallado pistas que confirmasen esa hipótesis.

Pero ahora, un grupo de investigadores de la Universidade Estadual Paulista (Unesp), en el campus de la ciudad de Guaratinguetá (São Paulo, Brasil), en colaboración con colegas del Southwest Research Institute, de Estados Unidos, halló vestigios de una posible familia antigua dispersa (paleofamilia) de este planeta enano.

Los científicos identificaron un conjunto de 156 asteroides en una zona primitiva del cinturón principal de asteroides –caracterizada por la baja densidad de objetos–, cuya taxonomía, sus colores (clasificación) y su albedo (la cantidad de luz reflejada) indican que pueden ser fragmentos de Ceres.

Este descubrimiento, producto de un proyecto realizado con el apoyo de la FAPESP, salió descrito en un artículo publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

“El hecho de que aún no se haya encontrado hasta ahora una familia de asteroides de Ceres representa uno de los mayores problemas de la dinámica de los asteroides”, declaró Valério Carruba, docente de la Unesp de Guaratinguetá y principal autor del estudio, a Agência FAPESP.

“El descubrimiento de una posible familia de este cuerpo puede contribuir para entender mejor la historia del Sistema Solar”, sostuvo.

De acuerdo con el investigador, mientras que otros asteroides del mismo tipo espectral (frecuencias de radiación electromagnética) que Ceres, tales como Hygiea y Euphrosyne, ya cuentan con familias reconocidas, hasta ahora no había sido identificado ningún grupo de asteroides que podría constituir fragmentos del planeta enano, que posee 900 kilómetros (km) de diámetro.

Con todo, se estima que alrededor de diez cráteres de más de 300 km de diámetro pueden haberse formado en Ceres debido a colisiones con otros objetos en el transcurso de los últimos 4.500 millones de años.

Y datos de observaciones de la sonda espacial Dawn, lanzada por la Nasa en 2007 para examinar Ceres y Vesta –el segundo cuerpo del cinturón principal de asteroides en tamaño, con aproximadamente 400 kilómetros de diámetro–, corroboraron esa estimación al mostrar que al menos dos cráteres de 280 km de diámetro se formaron durante los últimos dos mil millones de años sobre la superficie de Ceres.

De este modo, Ceres puede haber expelido una cantidad significativa de fragmentos y formado al menos dos familias.

No obstante, los métodos tradicionales empleados para la identificación de familias de asteroides no han detectado hasta ahora ninguna familia de Ceres.

“Las técnicas usuales destinadas a la identificación de familias de asteroides se concentran en observar objetos vecinos a Ceres en la región central del cinturón principal de asteroides”, explicó Carruba.

“Pero, sucede que colisiones y resonancias seculares lineales con Ceres [cuando un cuerpo menor y otro de masa mayor sincronizan el período de rotación (precesión) del punto más cercano al Sol de la órbita (pericentro) o del nudo ascendente de la órbita pueden alterar la excentricidad o la inclinación del cuerpo menor y hacer que su órbita se vuelva más inestable] pueden haber empobrecido la población de objetos cercanos al asteroide en esa región del cinturón principal. De este modo, no es posible hallar muchos objetos cercanos a Ceres”, afirmó.

Otro problema, según el investigador, reside en que en la región central del cinturón principal hay una concentración mayor de asteroides, fundamentalmente del tipo C, el tipo de asteroides más común, como Ceres, que tienen poca capacidad de reflejar luz, baja densidad y que están asociados a las regiones más externas del Sistema Solar.

Y existe dos grandes familias de asteroides del mismo tipo espectral de Ceres en esa región: Dora y Chloris.

“Al realizar un estudio con espectrofotometría astronómica [cuando se analiza el espectro de la radiación electromagnética de los objetos observados a través de telescopios] se hace difícil saber si esos objetos tipo C ubicados en el cinturón principal integran una posible familia de Ceres o pertenecen a las familias de los asteroides Dora y Chloris”, ponderó Carruba.

Asimismo, se estima que las velocidades iniciales de eyección de Ceres por colisiones habrían sido significativamente mayores que las observadas en cualquier otro cuerpo ubicado en el cinturón principal, lo incluye a Vesta, el segundo cuerpo del cinturón principal en tamaño.

De esta forma, los fragmentos de Ceres pueden haberse propagado por un área mucho mayor del cinturón principal de asteroides y serían significativamente más distantes entre sí que la distancia a objetos formados en colisiones de cuerpos menores que el planeta enano.

Una región primitiva

Con base en estas constataciones, los investigadores propusieron observar una región prístina (primitiva) del cinturón de asteroides, entre las resonancias 5J: 2a y 7J: -3a de movimiento medio con Júpiter, en lugar de intentar detectar posibles miembros de la familia de Ceres cerca del planeta enano en la región central del cinturón de asteroides.

La hipótesis de los científicos indica que fragmentos de Ceres, con tamaño medido en kilómetros, pueden haber alcanzado esa región del cinturón principal de asteroides que se vació durante la etapa del bombardeo pesado tardío, que ocurrió hace entre 4.300 y 3.800 millones de años, cuando se estima que una inmensa cantidad de asteroides alcanzó el Sistema Solar y causó una gran cantidad de cráteres en la Luna y en otros cuerpos.

Desde entonces, la entrada de material desde fuera de otras áreas del cinturón principal de asteroides hacia esa región primitiva quedó limitada.

“Una de las ventajas de estudiar esa región reside precisamente en la baja densidad de asteroides y la falta de otras grandes familias del tipo C con excentricidades [la medida del achatamiento de una órbita elíptica] e inclinaciones comparables a las de Ceres”, dijo Carruba.

“Esto hace que la detección de posibles miembros de la familia de Ceres en esa zona se vuelva más fácil”, afirmó.

Con el fin de confirmar sus hipótesis, los investigadores realizaron un estudio de los albedos y de los colores de los objetos encontrados en esa zona del cinturón principal de asteroides.

Los resultados de los análisis indicaron que 156 objetos en la región presentan fotometría y albedo compatibles con asteroides del tipo C como Ceres, que refleja tan sólo el 9% de la luz que incide sobre él.

Los estudios estadísticos realizados también indicaron que la distribución en inclinaciones de esos objetos es compatible con que hayan sido originados en Ceres.

“Aún no existe una prueba definitiva de que exista una familia de Ceres, pues esos objetos que detectamos son candidatos del tipo C, y aún no se han obtenido espectros completos ni en el espectro visible ni en el infrarrojo como para confirmar esta clasificación. Pero existen pruebas circunstanciales bastante fuertes”, afirmó Carruba.

Según el investigador, no existe ninguna fuente de objetos del tipo C en la región primitiva del cinturón principal que podría explicar la concentración de este tipo de asteroides en esa área.

Puede leerse el artículo intitulado “Footprints of a possible Ceres asteroid paleo-family” (doi: 10.1093/mnras/stw380), de Carruba y otros en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, en el siguiente enlace: http://mnras.oxfordjournals.org/content/458/1/1117.