Cruithne, case un satélite da Terra

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

• Astronomia

(Foto: G. Roia)

Ás veces está moi lonxe e outras veces achégase á Terra, pero non moito. Con todo, Cruithne está clasificada no conxunto de asteroides próximos á Terra (Near Earth Asteroids). Neste nome, cerca significa proximidade á órbita terrestre e non necesariamente á terrestre. Cruithne achégase á Terra a un máximo de 15 millóns de quilómetros, é dicir, 35 veces a distancia da Terra á Lúa.

Descoñecen a súa forma, pero os astrónomos calcularon que Cruithne é un “pedazo” de cinco quilómetros de diámetro. Por tanto, una vez realizados os cálculos, no momento máis próximo á Terra, vese case 1.400 veces menor que a Lúa. Á vista diso, non é de estrañar o seu recente descubrimento. O descubrimento realizouse en 1986, nunha foto realizada en 1983 desde o observatorio australiano de Siding Spring Observatory. Desde entón, o asteroide, recollendo datos, publicou en 1997 o cálculo da órbita exacta na revista Nature.

Danza da órbita

O artigo de Nature tivo gran repercusión nos medios de comunicación. A idea difundida nos xornais era que a Terra ten un segundo satélite; a Lúa non estaba soa na viaxe ao redor da Terra. É una noticia de gran impacto, especulada desde hai tempo coa idea do segundo satélite. Con todo, os astrónomos téñeno claro: aparentemente si, está nunha órbita ao redor da Terra, pero non é máis que una aparencia; Cruithne non é un satélite da Terra.

Só é posible visualizar un diagrama de órbitas (diagrama A). A Terra ten órbita ao redor do Sol e Cruithn tamén. Ambas as órbitas son aparentemente paralelas, polo que desde a Terra parece que o asteroide é un satélite. A imaxe, con todo, deixa claro que a órbita de Cruithne é consecuencia do efecto do Sol e non da Terra.

O punto situado entre as dúas liñas brancas é o asteroide Cruithne. É una das poucas fotos do asteroide.

Powell Observatory

É certo que ambas as órbitas non son realmente paralelas, entre outras cousas pola súa diferente aparencia. A órbita da Terra é case circular e a de Cruithne é una elipse máis longa, máis excéntrica na linguaxe dos matemáticos e astrónomos. De feito, Cruithne achégase moito ao Sol. No Perihelio (punto máis próximo ao Sol), Cruithne está máis preto da órbita de Venus e no afelio (punto máis afastado do Sol) afástase até a distancia da órbita de Marte.

Á vista do diagrama A xorde a preocupación de que Cruithne nunca caia á Terra. Cun asteroide de cinco quilómetros, sería un desastre enorme (o que puxo fin á era dos dinosauros paira ser una referencia tiña aproximadamente 10 quilómetros de diámetro). Pero iso non vai pasar. O diagrama B mostra perfectamente por que. É o diagrama debuxado desde o plano da órbita da Terra, e desde este punto de vista obsérvase que as dúas órbitas atópanse en distintos planos formando un ángulo entre elas e que en ningún punto tócanse entre si. Ademais da órbita da Terra, a órbita de Cruithne está dobrada tamén polas de Mercurio, Venus e Marte. Hai catro planetas a excepción do risco de choque.

Órbita en faba

Cruithn non choca contra a Terra nin só pola xeometría das súas órbitas. Ademais, a situación é estable, polo menos a curto prazo. Ambos os astros, a Terra e Cruithne, atópanse en resonancia; ás veces o planeta móvese máis rápido que o asteroide e ás veces ao revés, pero formando una xira completa, ambos están na mesma posición relativa que na xira anterior. E iso significa que a forza gravitatoria que interaccionan entre si tampouco varía dunha volta a outra. O estado dunha xira repetirase exactamente igual na seguinte. Non hai sorpresas.

Como consecuencia deste movemento, a órbita que forma Cruithn en cada xira ao redor da Terra ten forma de fabas. Este aspecto vese no movemento de Cruithne si consideramos a posición da Terra como un punto fixo. C é a representación de leste diagrama. No punto 1, a Terra atópase entre Cruithne e o Sol; a partir de aí, o asteroide desprázase cara á parte posterior da Terra, cara ao punto 2; despois, entre o Sol e a Terra, cara ao punto 3; despois, cara adiante da Terra, cara ao punto 4; e finalmente, volve ao principio. Este percorrido relativo ten forma de faba (os ingleses chaman saddle, é dicir, paira montar dacabalo).

Órbitas da Terra e de Cruithne desde dous puntos de vista. No diagrama A ven as dúas órbitas nunha posición case paralela. O diagrama B mostra, con todo, una inclinación entre eles.

G. Roia

O descubrimento desta órbita relativa supuxo un paso adiante en astronomía, xa que os astrónomos xa calcularan que una órbita así sería estable antes de descubrila. Pero non coñecían exemplos. Cruithne foi o primeiro. Os cálculos, ademais, deixan claro que a principal influencia da órbita é a da estrela (neste caso o Sol) e non a do planeta (a Terra). En definitiva, Cruithne non é como a Lúa, non é un satélite da Terra, pero por influencia do Sol forma una órbita ao redor da Terra: é una pseudisatélite.

Ciclo 700 anos

A verdade é que o caso de Cruithne supuxo una escusa paira o cálculo teórico. A curto prazo, a órbita é efémera, pero a longo prazo non. A razón é que a resonancia entre a Terra e Cruithne non é perfecta porque o período de Cruithne é variable. Moi pouco, pero cambia. E iso xera un ciclo de longa duración.

Órbita de Cruithne con respecto á Terra. Vista desde unha posición fixa da Terra, a órbita relativa de Cruithne ten forma de faba.

G. Roia

Ás veces tarda 366 días en formar una órbita ao redor do Sol. Durante este período a faba móvese un pouco cada ano. O punto 4 do diagrama C aproxímase á Terra. A medida que nos achegamos, a interacción gravitatoria entre ambos os astros aumenta nese punto. De súpeto, o campo gravitatorio da Terra frea a Cruithne e a situación sofre un gran cambio: O período de Cruithne cambia.

Parece una paradoxo, a perda de velocidade fai que Cruithne “caia” cara ao Sol, salga da órbita, pero esa mesma caída aumenta de novo a velocidade de Cruithne nunha órbita máis próxima ao Sol. Finalmente o freado fai que se mova máis rápido, pero dentro doutra órbita.

Ademais da órbita, este fenómeno cambia de período. Pasa de 366 días a 364 días, algo inferior ao ano da Terra, o que reposiciona a faba. O punto 4 afástase da Terra e o punto 2 achégase.

O ciclo non termina, porque Cruithne e a Terra achéganse moito. Realmente non se aproximan moito: a diferenza entre os planos das órbitas fai que o punto 2 nunca quede moi preto da Terra, e a gravitación da Terra nunca detén o movemento deste punto 2. A órbita en forma de faba de Cruithne faise cada vez máis longa até ocupar case todo o rango ao redor do Sol (diagrama D). Chega a ter una órbita en ferradura. Finalmente, este movemento retrocede ata que o período e a velocidade volven ao seu estado inicial. O ciclo completo da órbita de Cruithne dura máis de 700 anos.

Sol vs Terra

A órbita segue os catro pasos representados e repíteos ao revés até completar un ciclo de máis de 700 anos.

G. Roia

O cambio de forma da órbita de Cruithne é complexo desde o punto de vista da Terra. Desde o punto de vista solar, a órbita é una elipse que ao longo de 700 anos só cambia a forma da elipse, é dicir, os semiejes. A elipse estírase e acúrtase. Con todo, o punto de vista da Terra é máis fácil ver como sucede.

En ocasións, a órbita en forma de faba queda fóra da acción da Terra. Entón vese claramente que Cruithne non é un satélite da Terra. É máis, entón non é ningunha pseudoélite.

De feito, Cruithne saíu da órbita ao redor da Terra en 1995. Chega a estar alén do Sol e dentro de tres séculos volve e volve entrar na 'zona' da Terra. Se os astrónomos atopáronse nesa posición, non habería ningunha mención nos xornais da segunda lúa da Terra. Pero igual non o podían atopar. Distancia excesiva paira detectar un pétreo de cinco quilómetros.

3.753 asteroide

J. Cruithne foi descuberto o 10 de outubro de 1986. O astrónomo escocés Duncan Waldron, e así consta na lista oficial de asteroides. Nesta listaxe asignouse ademais o número 3.753 ao asteroide. Trátase do asteroide 3.753 descuberto.

(Foto: PLATAFORMA)

Até a data atopáronse máis de 185.600 asteroides. O primeiro deles, Ceres, foi descuberto en 1801 --considérase agora un planeta anano -. XX. O primeiro do século XX é o asteroide 453, Tea. O asteroide 1000, Piazzia, foi descuberto en 1923. XXI. O primeiro do século XX foi o asteroide 98.827, que aínda non ten nome, a menos que 2.001 AW do catálogo.

A lista oficial de asteroides axuda a comprender a cronoloxía do achado de asteroides, aínda que non é cronoloxicamente exhaustiva, xa que hai achados intercalados en lugares non cronoloxicamente pertinentes. De feito, a propia Cruithne atópase nunha parte que non responde estritamente á cronoloxía. Un exemplo: O seguinte de Cruithne, o asteroide 3.754, chamado Kathleen, foi descuberto en 1931 polo astrónomo Plutón.