Descobert el segon asteroide troià de la Terra, una finestra a l'origen del sistema solar

Els asteroides troians de la Terra són petits astres que es troben en una peculiar òrbita estable vora el nostre planeta. Aquest segon asteroide troià ha estat identificat per un equip internacional d'investigadors.

L'estudi que confirma el descobriment l'ha encapçalat Toni Santana-Ros, de l'Institut de Ciències del Cosmos de la Universitat de Barcelona (ICCUB) i membre de l'Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (IEEC). El treball el va fer durant una estada com a investigador a la Universitat d'Alacant i s'ha publicat a la revista Nature Communications.

Els asteroides troians són petits cossos que es mouen en la mateixa òrbita que un planeta, però al voltant d'uns punts estables on l'atracció gravitatòria del planeta i del Sol es compensen.

Podem imaginar la Terra fent voltes al Sol, com un ciclista en un velòdrom. L'òrbita completa és de 360 graus, i a 60 graus per davant i 60 graus per darrere de la Terra hi ha, també fent voltes, els dos punts on la força atractiva de Sol i del nostre planeta es compensen. Al voltant d'aquests dos punts orbiten els asteroides troians.

Es pot veure en aquest esquema, on els asteroides troians estarien en òrbita al voltant dels punts L4 i L5. Són dos dels anomenats punts de Lagrange; porten el nom d'aquest matemàtic i astrònom italià del segle XVIII que es va afrancesar el seu nom real, Giuseppe Luigi Lagrangia.

En aquests punts es manté l'equilibri de l'atracció gravitatòria entre dos cossos qualssevol, que poden ser la Terra i el Sol, el Sol i la Lluna o qualsevol parella que se'ns acudeixi.

I és en els punts de Lagrange --on s'equilibren la força d'un planeta i la del Sol-- on es troben aquests asteroides troians. El primer, que confirmava empíricament les prediccions de Lagrange, es va descobrir el 1906: l'Aquil·les, que es troba en equilibri a l'òrbita de Júpiter. A proposta de l'astrònom Johann Palisa, a tots els cossos que s'anaven descobrint se'ls posava nom d'herois de la guerra de Troia. D'aquí el nom de troians.

En aquests punts vora Júpiter ja s'han descobert gairebé 10.000 asteroides troians i és probable que se'n descobreixin molts més. En altres planetes n'hi ha molts menys: uns 28 a Neptú, 4 a Mart, 2 a Urà i 1 a Venus.

Un diàmetre d'1,18 quilòmetres

El primer asteroide troià de la Terra no es va descobrir fins al 2011 (és l'anomenat 2010 TK7). I ara, els investigadors han confirmat l'existència d'aquest segon, el 2020 XL5. Es tracta d'un cos observat per primer cop el 12 de desembre del 2020 i els primers càlculs de la seva òrbita apuntaven la possibilitat que l'asteroide podia estar atrapat al punt L4 de l'òrbita Terra-Sol.

Però les dades disponibles en aquell moment feien impossible l'estudi de l'òrbita d'aquest cos a llarg termini. El doctor Santana-Ros i els seus col·legues varen fer observacions al febrer i al març del 2021. Així van poder millorar el càlcul de l'òrbita i localitzar, en dades d'arxiu, observacions del 2020 XL5 fetes entre 2012 i 2019. Amb totes aquestes dades varen poder confirmar que es tractava d'un asteroide troià.

Les característiques dels asteroides troians i el descobriment d'aquest nou astre estan explicats en aquest vídeo de CTIO/NOIRLab/NSF/AURA. El NOIRLab és el National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory de Tucson, Arizona.

L'asteroide troià estaria format predominantment per carboni, i li han calculat un diàmetre d'1,18 quilòmetres, tres vegades més gran que el de l'altre asteroide troià de la Terra conegut fins ara.

La hipòtesi dels investigadors és que aquest astre va ser expulsat del cinturó principal d'asteroides, els petits planetes que es troben usualment entre les òrbites de Mart i Júpiter. Però això s'haurà de confirmar amb futures observacions.

I si estan tan a prop de la Terra i en un punt d'equilibri, per què costen tant de descobrir i no s'havien vist mai fins ara? La raó és que, normalment, quan es troben en una posició observable estan molt pròxims al Sol, que amb la seva lluminositat dificulta poder-los veure.

Missions als asteroides troians

En tot cas, el seu estudi és molt important; sobretot el dels asteroides troians primitius, que orbiten juntament amb el planeta des del moment de la seva formació, com explica al 324.cat el doctor Santana-Ros:

"Ens poden donar molta informació sobre els processos de formació del sistema solar i, en concret, del planeta a prop del que orbiten. Són romanents de la matèria primordial que va formar aquests planetes".

El dos asteroides troians de la Terra no són primordials, sinó temporals. Com hem dit, els investigadors creuen que el que s'ha descobert ara va ser expulsat del cinturó principal d'asteroides. I calculen que es mantindrà amb nosaltres uns 4.000 anys. L'altra asteroide troià ho serà durant més temps: uns 10.000 anys.

Tot i no ser primitius, poden aportar coneixements importants:

"Aquest descobriment ens ajuda a entendre millor la dinàmica d'aquests cossos i, d'aquesta manera, permet perfeccionar les nostres campanyes d'observació per trobar, si existeixen, els asteroides troians primitius de la Terra".

L'estudi dels asteroides troians ajudarà a conèixer la formació del sistema solar i la seva evolució. Per això aquests asteroides tenen tant d'interès científic, perquè són com una màquina del temps per explorar esdeveniments que van passar fa més de 4.000 milions d'anys.

I per això la NASA va crear la missió Lucy, que es va enlairar el 16 d'octubre del 2021 i que en un llarg viatge de 12 anys visitarà vuit asteroides: un es troba en el cinturó principal i els altres set son troians de Júpiter. Cap altra missió espacial haurà visitat tants astres en òrbites diferents al voltant del Sol.

El nom de la missió se li ha posat per Lucy, el fòssil d'una femella d'australopitec que va viure fa uns 3,2 milions d'anys i que va ser descobert el 1974 a Etiòpia. Segons la NASA, si Lucy va donar una visió única sobre l'evolució humana, la missió espacial "revolucionarà el nostre coneixement dels orígens planetaris i la formació del sistema solar":

"Lucy ens mostrarà, per primer cop, la diversitat dels cossos primordials que van construir els planetes".

Tots els asteroides troians són rics en compostos amb carboni negre, com ara sutge. És probable que a l'interior hi hagi aigua i altres compostos.

Aquests cossos, com diuen els autors a l'article, són molt adients per programar missions espacials:

"Aquests objectes poden esdevenir objectius ideals per a missions espacials i, en un futur més llunyà, acollir bases humanes o instal·lar-hi instrumental científic que es beneficiaria de la seva peculiar localització".

Santana-Ros explica al 324.cat que "els asteroides troians de la Terra poden ser fàcilment visitats, ja que es requereix molt poc combustible per arribar-hi, menys que per arribar a la Lluna".

I això es podria fer amb diferents objectius, des de la recollida de mostres fins a plans més ambiciosos, si es troba un asteroide troià amb una òrbita adequada, que tingui baixa inclinació i poca desviació respecte a l'òrbita de la Terra:

"Les implicacions poden ser purament científiques (seria molt fàcil fer-ne una exploració in situ i analitzar-ne la seva composició, fins i tot portar-ne mostres a la Terra), tecnològiques (hi podríem instal·lar instrumentació, telescopis, sensors, etc.) o fins i tot ens podria ser útil com a font de recursos, tant per al nostre planeta, com per a futures missions espacials".

Tot això poden ser plans per a un futur més o menys llunyà. De moment, el que queda confirmat és que la Terra té com a mínim dos asteroides troians, dues finestres a l'origen del sistema solar i a la formació del nostre planeta.