Unos asteroides giran como una peonza mientras que otros bambolean sin orden ni concierto, ¿por qué? Las colisiones lo explican

Los asteroides son fragmentos rocosos o metálicos que orbitan alrededor del Sol, restos primitivos de la formación del Sistema Solar. La mayoría de los asteroides se encuentran en el Cinturón de Asteroides, una región entre las órbitas de Marte y Júpiter, y la misión Gaia es un proyecto de la Agencia Espacial Europea está revelando algunos de sus secretos.

Que un asteroide gire de forma limpia sobre su eje o que lo haga de manera caótica, y a qué velocidad, depende de cuántas colisiones haya sufrido. Así lo muestran resultados presentados en la reunión conjunta EPSC-DPS2025 en Helsinki, basados en datos de la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea. El trabajo ofrece una nueva manera de deducir propiedades físicas, clave para desviar con éxito un objeto que venga hacia la Tierra.

“Al aprovechar el conjunto de datos único de Gaia, el modelado avanzado y herramientas de inteligencia artificial, hemos revelado la física oculta que da forma a la rotación de los asteroides y hemos abierto una nueva ventana a los interiores de estos mundos antiguos”, dijo Wen-Han Zhou, de la Universidad de Tokio, que presentó los resultados en EPSC-DPS2025.

Si entendemos la rotación, podemos inferir propiedades internas del asteroide

En su cartografiado del cielo, Gaia ha reunido un conjunto enorme de rotaciones de asteroides a partir de sus curvas de luz, que describen cómo cambia la luz reflejada a medida que rotan. Al trazar esos datos en un gráfico de periodo de rotación frente a diámetro, salta a la vista una rareza. Aparece un hueco, una línea divisoria que separa dos poblaciones distintas.

Un estudio liderado por Zhou, en gran parte realizado cuando trabajaba en el Observatoire de la Côte d’Azur en Francia, ha encontrado la causa de ese hueco. Con ello ha resuelto varios misterios persistentes sobre la rotación de los asteroides.

“Hemos construido un nuevo modelo de evolución del giro que considera el pulso entre dos procesos clave, las colisiones en el Cinturón de Asteroides, que pueden sacudir a los asteroides y llevarlos a un estado de tumbos, y la fricción interna, que poco a poco suaviza el giro hasta volver a una rotación estable”, explicó Zhou. “Cuando ambos efectos se equilibran, crean una línea divisoria natural en la población de asteroides”.

Rotadores y bamboleadores

El equipo aplicó aprendizaje automático al catálogo de asteroides de Gaia y comparó los resultados con las predicciones del modelo. La ubicación del hueco coincidió prácticamente a la perfección con lo previsto. Por debajo del hueco aparecen asteroides que bambolean lentamente, con periodos de rotación de menos de 30 horas, mientras que por encima se ven los giradores “puros” más rápidos.

Durante décadas, los astrónomos se han preguntado por qué hay tantos asteroides que cabriolean de forma caótica en lugar de girar alrededor de un solo eje, y por qué los asteroides pequeños tienden más a esos tumbos lentos. El estudio de Zhou muestra que las colisiones y la luz solar son clave. El movimiento de tumbos suele empezar cuando un asteroide gira despacio. Esa rotación lenta lo hace más vulnerable a las colisiones, que pueden empujarlo a un bamboleo caótico.

En condiciones normales, se esperaría que la fuerza sutil de la luz del Sol hiciera que el asteroide dejara de cabriolear y se acelerara. La superficie absorbe calor y lo reemite en distintas direcciones. Los fotones emitidos ejercen un empujón diminuto, que se acumula con el tiempo y, según el asteroide, puede acelerar o frenar su rotación. Si el asteroide gira de forma estable, la dirección en la que absorbe y reemite luz se mantiene constante, de modo que el empujón solar suma.

Sin embargo, en los asteroides que cabriolean ese efecto es mucho más débil. Al rotar de manera caótica, distintas partes de la superficie absorben y reemiten calor en cada momento. En lugar de un empujón coherente, la acción de la luz solar se promedia y no favorece una dirección. Como consecuencia, los asteroides que bambolean y lo hacen despacio cambian su giro con mucha lentitud y quedan atrapados en la zona de rotación lenta por debajo del hueco observado por Gaia.

El hallazgo tiene una utilidad práctica. Si entendemos cómo se relaciona la rigidez del interior con la rotación, podemos inferir propiedades internas a partir del comportamiento externo. Los datos de Gaia respaldan la imagen de asteroides hechos de escombros sueltos, con huecos y cavidades cubiertos por un regolito espeso y polvoriento.

Conocer estas propiedades también influye en cómo desviaríamos un asteroide peligroso. Un montón de cascotes reaccionaría a un impacto cinético como el de la misión DART de forma diferente a un cuerpo sólido y rígido. Gracias a estos resultados, los astrónomos podrían crear un catálogo amplio de estructuras internas de asteroides potencialmente peligrosos. Ese inventario puede ser clave para elegir la técnica de desviación adecuada.

«Con estudios venideros como el Legacy Survey of Space and Time del Observatorio Vera C. Rubin, podremos aplicar este método a millones de asteroides más, afinando nuestra comprensión de su evolución y composición”, dijo Zhou.

REFERENCIA

Gaia solves mystery of tumbling asteroids and finds a new way to probe their interiors