Cruithne, casi un satélite de la Tierra

2008/07/01 Roa Zubia, Guillermo - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Astronomia

(Foto: G. Roa)

A veces está muy lejos y otras veces se acerca a la Tierra, pero no mucho. Sin embargo, Cruithne está clasificada en el conjunto de asteroides cercanos a la Tierra (Near Earth Asteroids). En este nombre, cerca significa cercanía a la órbita terrestre y no necesariamente a la terrestre. Cruithne se acerca a la Tierra a un máximo de 15 millones de kilómetros, es decir, 35 veces la distancia de la Tierra a la Luna.

Desconocen su forma, pero los astrónomos han calculado que Cruithne es un “pedazo” de cinco kilómetros de diámetro. Por tanto, una vez realizados los cálculos, en el momento más cercano a la Tierra, se ve casi 1.400 veces menor que la Luna. A la vista de ello, no es de extrañar su reciente descubrimiento. El descubrimiento se realizó en 1986, en una foto realizada en 1983 desde el observatorio australiano de Siding Spring Observatory. Desde entonces, el asteroide, recogiendo datos, publicó en 1997 el cálculo de la órbita exacta en la revista Nature.

Danza de la órbita

El artículo de Nature tuvo gran repercusión en los medios de comunicación. La idea difundida en los periódicos era que la Tierra tiene un segundo satélite; la Luna no estaba sola en el viaje alrededor de la Tierra. Es una noticia de gran impacto, especulada desde hace tiempo con la idea del segundo satélite. Sin embargo, los astrónomos lo tienen claro: aparentemente sí, está en una órbita alrededor de la Tierra, pero no es más que una apariencia; Cruithne no es un satélite de la Tierra.

Sólo es posible visualizar un diagrama de órbitas (diagrama A). La Tierra tiene órbita alrededor del Sol y Cruithn también. Ambas órbitas son aparentemente paralelas, por lo que desde la Tierra parece que el asteroide es un satélite. La imagen, sin embargo, deja claro que la órbita de Cruithne es consecuencia del efecto del Sol y no de la Tierra.

El punto situado entre las dos líneas blancas es el asteroide Cruithne. Es una de las pocas fotos del asteroide.

Powell Observatory

Es cierto que ambas órbitas no son realmente paralelas, entre otras cosas por su diferente apariencia. La órbita de la Tierra es casi circular y la de Cruithne es una elipse más larga, más excéntrica en el lenguaje de los matemáticos y astrónomos. De hecho, Cruithne se acerca mucho al Sol. En el Perihelio (punto más cercano al Sol), Cruithne está más cerca de la órbita de Venus y en el afelio (punto más alejado del Sol) se aleja hasta la distancia de la órbita de Marte.

A la vista del diagrama A surge la preocupación de que Cruithne nunca caiga a la Tierra. Con un asteroide de cinco kilómetros, sería un desastre enorme (el que puso fin a la era de los dinosaurios para ser una referencia tenía aproximadamente 10 kilómetros de diámetro). Pero eso no va a pasar. El diagrama B muestra perfectamente por qué. Es el diagrama dibujado desde el plano de la órbita de la Tierra, y desde este punto de vista se observa que las dos órbitas se encuentran en distintos planos formando un ángulo entre ellas y que en ningún punto se tocan entre sí. Además de la órbita de la Tierra, la órbita de Cruithne está doblada también por las de Mercurio, Venus y Marte. Hay cuatro planetas a excepción del riesgo de choque.

Órbita en alubia

Cruithn no choca contra la Tierra ni sólo por la geometría de sus órbitas. Además, la situación es estable, al menos a corto plazo. Ambos astros, la Tierra y Cruithne, se encuentran en resonancia; a veces el planeta se mueve más rápido que el asteroide y a veces al revés, pero formando una gira completa, ambos están en la misma posición relativa que en la gira anterior. Y eso significa que la fuerza gravitatoria que interaccionan entre sí tampoco varía de una vuelta a otra. El estado de una gira se repetirá exactamente igual en la siguiente. No hay sorpresas.

Como consecuencia de este movimiento, la órbita que forma Cruithn en cada gira alrededor de la Tierra tiene forma de alubias. Este aspecto se ve en el movimiento de Cruithne si consideramos la posición de la Tierra como un punto fijo. C es la representación de este diagrama. En el punto 1, la Tierra se encuentra entre Cruithne y el Sol; a partir de ahí, el asteroide se desplaza hacia la parte posterior de la Tierra, hacia el punto 2; después, entre el Sol y la Tierra, hacia el punto 3; después, hacia delante de la Tierra, hacia el punto 4; y finalmente, vuelve al principio. Este recorrido relativo tiene forma de alubia (los ingleses llaman saddle, es decir, para montar a caballo).

Órbitas de la Tierra y de Cruithne desde dos puntos de vista. En el diagrama A se ven las dos órbitas en una posición casi paralela. El diagrama B muestra, sin embargo, una inclinación entre ellos.

G. Roa

El descubrimiento de esta órbita relativa supuso un paso adelante en astronomía, ya que los astrónomos ya habían calculado que una órbita así sería estable antes de descubrirla. Pero no conocían ejemplos. Cruithne fue el primero. Los cálculos, además, dejan claro que la principal influencia de la órbita es la de la estrella (en este caso el Sol) y no la del planeta (la Tierra). En definitiva, Cruithne no es como la Luna, no es un satélite de la Tierra, pero por influencia del Sol forma una órbita alrededor de la Tierra: es una pseudisatélite.

Ciclo 700 años

La verdad es que el caso de Cruithne supuso una excusa para el cálculo teórico. A corto plazo, la órbita es efímera, pero a largo plazo no. La razón es que la resonancia entre la Tierra y Cruithne no es perfecta porque el período de Cruithne es variable. Muy poco, pero cambia. Y eso genera un ciclo de larga duración.

Órbita de Cruithne con respecto a la Tierra. Vista desde una posición fija de la Tierra, la órbita relativa de Cruithne tiene forma de alubia.

G. Roa

A veces tarda 366 días en formar una órbita alrededor del Sol. Durante este periodo la alubia se mueve un poco cada año. El punto 4 del diagrama C se aproxima a la Tierra. A medida que nos acercamos, la interacción gravitatoria entre ambos astros aumenta en ese punto. De repente, el campo gravitatorio de la Tierra frena a Cruithne y la situación sufre un gran cambio: El periodo de Cruithne cambia.

Parece una paradoja, la pérdida de velocidad hace que Cruithne “caiga” hacia el Sol, salga de la órbita, pero esa misma caída aumenta de nuevo la velocidad de Cruithne en una órbita más cercana al Sol. Finalmente el frenado hace que se mueva más rápido, pero dentro de otra órbita.

Además de la órbita, este fenómeno cambia de periodo. Pasa de 366 días a 364 días, algo inferior al año de la Tierra, lo que reposiciona la alubia. El punto 4 se aleja de la Tierra y el punto 2 se acerca.

El ciclo no termina, porque Cruithne y la Tierra se acercan mucho. Realmente no se aproximan mucho: la diferencia entre los planos de las órbitas hace que el punto 2 nunca se quede muy cerca de la Tierra, y la gravitación de la Tierra nunca detiene el movimiento de este punto 2. La órbita en forma de alubia de Cruithne se hace cada vez más larga hasta ocupar casi todo el rango alrededor del Sol (diagrama D). Llega a tener una órbita en herradura. Finalmente, este movimiento retrocede hasta que el periodo y la velocidad vuelven a su estado inicial. El ciclo completo de la órbita de Cruithne dura más de 700 años.

Sol vs Tierra

La órbita sigue los cuatro pasos representados y los repite al revés hasta completar un ciclo de más de 700 años.

G. Roa

El cambio de forma de la órbita de Cruithne es complejo desde el punto de vista de la Tierra. Desde el punto de vista solar, la órbita es una elipse que a lo largo de 700 años sólo cambia la forma de la elipse, es decir, los semiejes. La elipse se estira y se acorta. Sin embargo, el punto de vista de la Tierra es más fácil ver cómo sucede.

En ocasiones, la órbita en forma de alubia queda fuera de la acción de la Tierra. Entonces se ve claramente que Cruithne no es un satélite de la Tierra. Es más, entonces no es ninguna pseudoélite.

De hecho, Cruithne salió de la órbita alrededor de la Tierra en 1995. Llega a estar al otro lado del Sol y dentro de tres siglos vuelve y vuelve a entrar en la 'zona' de la Tierra. Si los astrónomos se encontraron en esa posición, no habría ninguna mención en los periódicos de la segunda luna de la Tierra. Pero igual no lo podían encontrar. Distancia excesiva para detectar un pétreo de cinco kilómetros.

3.753 asteroide

J. Cruithne fue descubierto el 10 de octubre de 1986. El astrónomo escocés Duncan Waldron, y así consta en la lista oficial de asteroides. En este listado se ha asignado además el número 3.753 al asteroide. Se trata del asteroide 3.753 descubierto.

(Foto: ANDÉN)

Hasta la fecha se han encontrado más de 185.600 asteroides. El primero de ellos, Ceres, fue descubierto en 1801 --se considera ahora un planeta enano -. XX. El primero del siglo XX es el asteroide 453, Tea. El asteroide 1000, Piazzia, fue descubierto en 1923. XXI. El primero del siglo XX fue el asteroide 98.827, que aún no tiene nombre, a menos que 2.001 AW del catálogo.

La lista oficial de asteroides ayuda a comprender la cronología del hallazgo de asteroides, aunque no es cronológicamente exhaustiva, ya que hay hallazgos intercalados en lugares no cronológicamente pertinentes. De hecho, la propia Cruithne se encuentra en una parte que no responde estrictamente a la cronología. Un ejemplo: El siguiente de Cruithne, el asteroide 3.754, llamado Kathleen, fue descubierto en 1931 por el astrónomo Plutón.