Imágenes de Eurybates del Hubble y su satélite el 3 de enero de 2020, cuando el satélite era visible (con un círculo verde), y el 11 de diciembre de 2019, cuando el satélite estaba demasiado cerca de Eurybates para verlo. Fuente: NASA / Hubble / K. Noll / SwRI
El 9 de enero de 2020, la misión Lucy de la NASA anunció oficialmente que visitaría no siete, sino ocho asteroides. Resulta que Eurybates, uno de los asteroides en la ruta de Lucy, tiene un pequeño satélite.
Si bien la búsqueda de satélites es uno de los principales objetivos de la misión, encontrar estos pequeños mundos antes del lanzamiento de Lucy le da al equipo la oportunidad de explorar sus órbitas y planificar observaciones más detalladas con la nave espacial. Sin buscar compañeros de asteroides antes del despegue, Lucy también podría arriesgarse a encontrarse con un par binario inesperado. Ver dos asteroides mientras una nave espacial espera solo uno podría confundir su sistema de seguimiento autónomo.
Afortunadamente, el equipo de investigación de Lucy ya conoce la herramienta perfecta para usar. “Una forma de buscar satélites es utilizar Hubble. Y eso es algo que he hecho mucho con el Cinturón de Kuiper ”, dice Keith Noll, científico del proyecto en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland y uno de los descubridores del satélite Eurybates. “Conocemos más de 100 binarios en el Cinturón de Kuiper, y la gran mayoría de ellos se encontraron usando Hubble”.
Y es comprensible. El telescopio en órbita de 13,3 metros (43,5 pies), que tiene un espejo primario de 2,4 metros (7 pies, 10,5 pulgadas) de diámetro, no sufre los efectos habituales de difuminar la atmósfera de la Tierra porque se asienta cómodamente sobre la atmósfera. Aunque algunos telescopios terrestres más grandes a veces pueden observar el cielo con un brillo similar, el Hubble puede detectar un satélite pequeño y débil que orbita muy cerca de un asteroide más grande y brillante que un telescopio en la Tierra podría pasar por alto.
Para saber dónde buscar los satélites, el equipo de investigación tuvo que calcular las esferas de las colinas de los asteroides que querían estudiar. Sphere Hill es una bola imaginaria alrededor del cuerpo, dentro de la cual el cuerpo tiene una influencia gravitacional predominante. En otras palabras, todos los satélites estables del cuerpo orbitan su esfera Hill. Por ejemplo, el globo terráqueo de una colina en la Tierra tiene un radio de casi 1,5 millones de km (930.000 millas) y la Luna orbita de forma segura dentro de unos 380.000 km (236.000 millas).
El equipo de Noll hizo una propuesta para usar Hubble para buscar satélites e hizo la primera ronda de observaciones en el otoño de 2018. Luego escanearon las fotos en busca de evidencia de satélites. Este proceso es difícil porque las imágenes sin procesar del Hubble pueden ser confusas. “Tiene muchas protuberancias y manchas, no es una cosa limpia”, señala Noll. Por ejemplo, las imágenes en bruto de objetos brillantes a menudo muestran picos de difracción, formas en X brillantes que se asemejan a estrellas de cuatro puntas como dibujos animados. Las cámaras del Hubble también son sensibles a los rayos cósmicos (partículas que viajan cerca de la velocidad de la luz), que pueden aparecer como puntos brillantes en las imágenes. “Así que cuando miras [the images], dices: “Bueno, ¿esta gota es un satélite o solo parte de … la forma en que la luz se dispersa desde todo el conjunto óptico por todo el telescopio?” “Con la excepción de una breve falsa alarma, cuando se reveló que otro objetivo de Lucy, Orus, podría ser un sistema binario, el equipo no vio nueva evidencia de la existencia de satélites.
Es decir, hasta noviembre de 2019. La noche anterior a la reunión del gran equipo científico, Noll preparó una presentación sobre la búsqueda de satélites. Buscando imágenes que mostraran la dificultad de distinguir satélites de otros puntos brillantes, se topó con una de las fotos del Hubble de su equipo el 12 de septiembre de 2018. Después de experimentar con el brillo y el contraste, vio un punto brillante peculiar cerca de Eurybates. “Dije:“ Dios, este realmente se ve como debería verse un satélite ”.“ Al darse cuenta de que se estaba haciendo tarde, rodeó el objeto y terminó la presentación. En su discurso del día siguiente, señaló que el objeto es sorprendentemente similar a un satélite. Mike Brown, uno de los científicos de la misión, estaba entre el público. Brown hizo una pausa para preguntarle a Noll si había mirado los datos del segundo avistamiento el 14 de septiembre, pero Noll admitió que aún no había tenido la oportunidad. Según Noll, antes de terminar su presentación, Brown analizó los datos del 14 de septiembre y exclamó: “¡Yo también puedo verlo!”.
El equipo científico de Lucy estudia imágenes de satélite. El co-descubridor Keith Noll y Mike Brown se sientan uno frente al otro frente a una pantalla que otros miembros del equipo científico están mirando. Crédito: SwRI / J. Spencer
Todos estaban apiñados alrededor de la computadora portátil de Brown. ¿Descubrieron realmente el satélite Eurybates? El equipo notó que al comparar las dos imágenes, el objeto parecía moverse un poco como un satélite. La inspección mostró que las posiciones observadas del objeto encajan en muchas órbitas posibles. Desde el punto de vista de la dinámica planetaria, también tenía sentido que Eurybates pudiera tener un satélite. Eurybates es uno de un gran conjunto de fragmentos resultantes de la colisión del mismo asteroide, por lo que la idea de que uno de estos fragmentos podría orbitar Eurybates no es exagerada. Todos estos fueron pasos en la dirección correcta, pero no fueron pruebas concluyentes. El equipo solo ha tenido dos observaciones hasta ahora y, según Noll: “Nunca crees realmente nada hasta que lo ves por tercera vez, así que tuvimos que obtener más datos”. Hicieron una propuesta urgente para reutilizar Hubble, que fue aceptada lo suficientemente rápido como para que el equipo pudiera obtener sus observaciones aproximadamente un mes después. Pidieron 12 oportunidades para observar el satélite, pero les dieron tres. Si pudieran volver a ver un satélite en al menos uno de los tres, obtendrían los otros nueve.
Su primera oportunidad llegó el 11 de diciembre. El satélite no apareció. El equipo no estaba preocupado, todavía, porque sabían que había una buena posibilidad de que estuvieran demasiado cerca de Eurybates y se perdieran en la mirada. Lo intentaron por segunda vez el 21 de diciembre, pero para su consternación, la piedra tímida no estaba por ningún lado. El equipo comenzó a dudar de si su supuesto satélite existía. “Quizás nos estamos engañando a nosotros mismos. Quizás eso no sea cierto ”, recuerda Noll.
Finalmente, el 3 de enero lo encontraron. Un pequeño satélite débil era claramente visible en las nuevas fotos. Como sospechaban, en los dos avistamientos anteriores estaba demasiado cerca de Eurybates (que es más de 6.000 veces más brillante que su compañero) para ser visto. La diferencia de brillo sugiere que el satélite probablemente tenga menos de 1 km (0,6 millas) de diámetro, que es tenue en comparación con Eurybates (64 km o 40 millas).
Ilustración del asteroide troyano de Lucy y su satélite Queta apuntando a Eurybates. Fuente: Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA
Poco después de que el equipo de Lucy descubriera el satélite, tanto él como Eurybates se movieron detrás del Sol, impidiendo que el equipo lo observara por más tiempo. Sin embargo, los asteroides emergieron más allá del Sol en julio de 2020. Y desde entonces, el equipo de Lucy ha podido observar repetidamente el satélite con Hubble, lo que permitió al equipo determinar con precisión la órbita del satélite y permitir que el pequeño satélite finalmente llegara. nombre oficial – Queta.
Queta es el primer asteroide troyano nombrado de acuerdo con la convención de nomenclatura de asteroides troyanos recientemente revisada. Mientras que anteriormente los troyanos solo llevaban el nombre de los héroes de la Ilíada de Homero, los troyanos más pequeños ahora reciben el nombre de atletas olímpicos y paralímpicos en reconocimiento a los héroes modernos. Queta lleva el nombre de la atleta mexicana Norma Enriquet “Queta” Basilio Sotelo. En los Juegos Olímpicos de Verano de 1968, fue la primera mujer en la historia en encender el caldero olímpico. El nombre “Queta” fue elegido para el satélite Eurybates porque el papel de Basilio es similar al de Eurybates, el heraldo griego. En la antigua Grecia, los heraldos eran mensajeros al servicio de reyes o gobiernos, lo que a veces requería correr grandes distancias. Según el historiador griego antiguo Herodoto, un heraldo llamado Pheidippides corrió 260 km (160 millas) de Atenas a Esparta, pidiendo ayuda a los espartanos en la batalla de Maratón. (De esta leyenda se deriva la palabra “maratón”). El papel de los heraldos también fue anunciar el comienzo de los antiguos Juegos Olímpicos, al igual que la ceremonia con antorchas anuncia el comienzo de los Juegos Olímpicos modernos. Aunque la ceremonia de la luz de las antorchas no formaba parte de los antiguos Juegos Olímpicos, está inspirada en una antigua tradición griega llamada lampadedromia, una carrera de relevos en la que los corredores pasan una antorcha en un esfuerzo por mantener encendido su fuego sagrado. Varios otros miembros de la familia Eurybates, un grupo de asteroides que en realidad son fragmentos formados por la misma colisión, recibieron el nombre de héroes de los Juegos Olímpicos y Paralímpicos de 1968. Como pionero de los Juegos de 1968, Queta encaja perfectamente.
Proporcionado por el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA