Astronomia: Dels planetes clàssics, Mercuri és el més difícil d’observar, ja que mai no s’allunya més de 28° del Sol, i així doncs només és visible a ull nu, segons quins dies del seu cicle, en el cel crepuscular (com a principi de febrer d’enguany, en el cel vespertí), això sense comptar quan se’l pot veure durant un eclipsi solar total o, a través de l’helioscopi, quan transita damunt del disc solar (com el passat 11 de novembre del 2019). Per això no sonà estrany que Urbain Le Verrier (1811-1873), postulés un planeta hipotètic, que designà com a Vulcà, i que tindria una òrbita encara més tancada que la de Mercuri, i que hauria passat desapercebut als astrònoms. Le Verrier postulava l’existència de Vulcà per explicar algunes característiques orbitals de Mercuri, i hi hagué un esforç des de llavors per trobar aquest hipotètic planeta bé en els registres astronòmics del passat o bé en les noves observacions que possibilitaven els telescopis més potents de l’època. Però totes les possibles observacions foren posteriorment desmentides, i ara ja podem pràcticament descartar la presència, no tan sols d’un planeta cismercurià, sinó també d’asteroides superiors als 6 km de diàmetre. La immensa majoria d’asteroides orbiten, de fet, entre Mart i Júpiter, bo i que desperten interès aquells que orbiten en les proximitats de la Terra (els que tenen òrbites amb perihelis de menys de 1,3 UA, on 1 UA és el semi-eix major de l’òrbita el·líptica de la Terra). Hi ha una població d’asteroides que segueix una òrbita completament interior a l’òrbita terrestre, és a dir amb afelis inferiors a 0,983 UA: el primer membre conegut d’aquest grup, 163693 Atira, fou descobert en el 2003, i per això tot el grup rep la designació col·lectiva “d’asteroids tipus Atira”. Un asteroide que tingués un afeli inferior a 0,7184 UA, faria tota l’òrbita dins de l’òrbita de Venus, i per analogia amb el “grup Atira”, aquests asteroides hipotètics van rebre el nom de “Vatira”. Però el cas és que ja no és un grup hipotètic, ja que aquest 4 de gener, la Zwicky Transient Facility de l’Observatori de Monte Palomar, a Califòrnia, detectà un asteroide, amb denominació provisional 2020 AV2 que ha resultat ésser un “asteroide cisvenusià” o “Vatira”.
Imatge obtinguda de 2020 AV2 el 8 de gener del 2020 per Filipp Romanov
Una recerca crepuscular d’asteroides atiras, vatiras i co-orbitals
El 2017 s’inicià la Zwicky Transient Facility (ZTF), un dispositiu consistent en una càmera acoblada al Telescopi Samuel Oschin de l’Observatori Palomar, de Califòrnia. Substituïa la Palomar Transient Factory que havia funcionat des del 2009. L’epònim de la ZFT és Fritz Zwicky (1898-1974), un dels primers a parlar de la “dunkle Materie” per explicar la dinàmica de les galàxies (*). L’objecte de les ZFT és la detecció d’objectes transitoris, és a dir dels fenòmens que canvien ràpidament de lluminositat, com poden ésser supernoves, esclats de raigs gamma, col·lisions entre estels de neutrons, o bé objectes del nostre propi Sistema Solar que tenen un moviment propi considerable. És en aquest darrer epígraf, on entren asteroides i cometes.
Per exemple, el ZTF s’ha fet servir per estudiar el cel crepuscular, és a dir els objectes que tenen elongacions solars inferiors a 35°. El límit de magnitud del ZTF és de 19,5. Ye et al. (2019) conduïren entre el 15 de novembre del 2018 i el 23 de juny del 2019 40 sessions vespertines i 62 sessions matutines d’observacions, en el decurs de les quals detectaren 6 asteroides atiras (és a dir que orbiten entre la Terra i Venus), dos dels quals (2019 AQ3 i 2019 LF6) no havien estat prèviament observats. No detectaren en canvi, cap vatira (asteroides que orbiten entre Venus i Mercuri) ni cap vulcanoid (asteroides amb una òrbita més baixa que la de Mercuri), ni tampoc cap asteroide co-orbital amb la Terra o Venus. De tota manera, els models indicaven, que amb aquesta campanya el ZTF només hauria pogut detectar el 5-7% dels asteroides de la població Atira amb magnituds absolutes superiors a 20.
El 4 de gener, Bryce Bolin, Frank Masci i Quanzhi Ye, amb el ZTF observaren un candidat, entrat com a ZTF09k5, en la constel·lació de l’Aiguader. L’objecte presentava una magnitud aparent de 18. El mateix dia era sotmès l’objecte al NEOCP, projecte de confirmació d’asteroides propers a la Terra. Se’n va fer un seguiment des de diversos observatoris, que el 8 de gener s’expressà en una circular que li donava la designació provisional de 2020 AV2.
Òrbita de 2020 AV2
Amb un arc d’observació de 7 dies, hom estimà l’afeli orbital de 2020 AV2 en 0,654 UA i un periheli de 0,457 UA. Es tracta, doncs, del primer asteroide conegut del grup vatira, és a dir dels membres del grup atira l’òrbita de les quals no arriba a situar-se fora de l’òrbita de Venus. El seu període orbital és de 150 dies. S’estima que l’objecte té una magnitud absoluta de 16,3, la qual cosa podria indicar un diàmetre de 1 km (si l’albedo fos de 0,25) o de 3 km (si l’albedo fos de 0,05).
Els grups i famílies orbitals d’asteroides
Les òrbites d’asteroides de tipus vatira són inestables i, una vegada assolides, degut a pertorbacions de Venus i Mercuri, es tornen a perdre de mitjana en qüestió d’uns pocs centenars de milers d’anys. Així doncs, els asteroides poden canviar de grup orbital al llarg del temps. De tota manera les poblacions d’asteroides atira, vatira o vulcanoid són de gran interès per entendre la història dinàmica del Sistema Solar interior i l’evolució física dels planetesimals situats en les rodalies de l’estel, cosa que és rellevant per entendre l’origen últim del planeta Terra fa 4540 milions d’anys.
Els asteroides vulcanoids reben aquest nom en homenatge a l’inexistent planeta Vulcà, i a les característiques tòrrides de la zona del Sistema Solar en la qual orbiten, amb afelis inferiors a 0,3874 UA. De moment, no se n’ha detectat cap, i són, doncs, un grup hipotètic.
Els asteroides vatira també han estat considerats uns asteroides hipotètics, fins a la descoberta de 2020 AV2. Presenten afelis inferiors a 0,7184 UA.
Els asteroides atira presenten afelis inferiors a 0,983 UA. El seu epònim és 163693 Atira (descobert l’11 de febrer del 2003), i que rebé el nom d’una dea dels pawnee d’Oklahoma.
Hom coneix asteroides com 2005 HC4, el qual té un periheli de 0,071 UA i un afeli de 1,823 UA, de manera que en el decurs de la seva òrbita creua les de la Terra, Venus i Mercuri. Tots els asteroides coneguts que creuen l’òrbita de Mercuri també creuen la de Venus. Aquests asteroides no són considerats ni vulcanoids ni vatires.
Els asteroides del grup Aten tenen òrbites amb un eix semi-major inferior a 1 UA. Creuen l’òrbita de la Terra. El seu asteroide epònim és 2062 Aten (descobert el 1976).
Els asteroides del grup Apol·lo també creuen l’òrbita de la Terra, però l’eix semi-major de la seva pròpia òrbita és superior a 1 UA. El seu asteroide epònim és 1862 Apollo (descobert el 1932 i redescobert el 1973).
Alguns dels asteroides dels grups Apol·lo i Aten entren en la categoria d’Arjuna, és a dir asteroides amb òrbites semblants a les de la Terra, amb un radi orbital mitjà de 1 UA i baixa excentricitat i inclinació. El cas extrem serien els “troians de la Terra”, asteroides co-orbitals a la Terra i que oscil·larien al voltants dels punts de Lagrange L4 i L5 del sistema gravitatori Sol-Terra: només es coneix un troià per a la Terra, que és 2010 TK7. De Venus també es coneixen un grapadet d’asteroides co-orbitals, dels quals un, 2013 ND15 és un troià transitori.
Els asteroides del grup Amor es defineixen pel fet d’orbitar entre les òrbites de la Terra i de Mart. El seu epònim és 1221 Amor (descobert el 1932). De manera general, hom considera tots els grups d’asteroides d’aquest grup i de grups interiors com a “objectes propers a la Terra”, encara que només una part arriben a fer intersecció amb l’òrbita de la Terra.
Hi ha asteroides que creuen l’òrbita de Mart. D’altres són co-orbitals a Mart, com és el cas d’alguns troians com 5261 Eureka (que orbita en el punt L5 del sistema Sol-Mart).
Més enllà de l’òrbita de Mart, trobem els asteroides del grup Hungaria, que orbiten a entre 1,78 i 2 UA. L’asteroide epònim és 434 Hungaria (descobert el 1898).
Com hem dit, però, la immensa majoria dels asteroides coneguts pertanyen al Cinyell Principal d’Asteroides, o Cinyell de Piazzi (pel nom del qui en descobrí el més gran de tots, 1 Ceres, en el 1801). Aquests asteroides segueixen òrbites de 2 a 4 UA:- la part interior del cinyell se situa a menys de 2,5 UA (per sota de la ressonància orbital 3:1 amb Júpiter). El membre més destacat és 4 Vesta.
– la part central IIa conté asteroides que tenen eixos semi-majors orbitals entre 2,5 i 2,706 UA.
– la part central IIb conté asteroides amb eixos semi-majors orbitals entre 2,706 i 2,82 UA (la zona de ressonància 5:2 amb Júpiter). El més destacat és 1 Ceres.
– la part exterior IIIa conté asteroides amb eixos semi-majors orbitals entre 2,82 i 3,03 UA.
– la part exterior IIIb conté asteroides amb eixos semi-majors orbitals entre 3,03 i 3,27 UA (la zona de ressonància orbital 2:1 amb Júpiter). El membre més destacat és 10 Higiea.
Dels asteroides co-orbitals amb Júpiter destaquen els seus troians, que es troben en el “camp grec” (punt L4) o en el “camp troià” (punt L3).
Els asteroides damocloids creuen les òrbites de Saturn i d’Urà i fins i tot la de Neptú, però no arriben a creuar la de Júpiter. El seu epònim és 5335 Damocles (descobert el 1991).
Els asteroides centaures tenen un radi orbital mitjà situat entre 5,4 UA i 30 UA. El seu epònim és 2060 Quiró (descobert el 1977).
D’Urà només s’han trobat de moment dos troians.
Dels asteroides co-orbitals amb Neptú destaquen els troians, com 2001 QR322.
Els objectes trans-neptunians són tots aquells amb eixos semi-majors orbitals superiors a 30 UA.
El cinyell de Kuiper (denominat així en memòria de l’astrònom Gerard Kuiper, mort el 1973) es troba a una distància del Sol entre 30 i 50 UA.
Els “plutinos” són objectes del cinyell de Kuiper amb una ressonància orbital amb Neptú de 2:3. El seu epònim és 134340 Plutó (descobert en el 1930).
Els “twotinos” són objectes del cinyell de Kuiper amb una ressonància orbital amb Neptú de 1:2.
Els “cubewanos” són objectes del cinyell de Kuiper amb radis orbitals mitjans entre 40,5 i 47 UA. El seu epònim és 15760 Albion (descobert el 1992).
Fora del cinyell de Kuiper, trobem els objectes del disc escampat, caracteritzats per òrbites molt més excèntriques i d’alta inclinació. És el cas de 136199 Eris (descobert el 2005).
Els “sednoids” són objectes del disc escampat amb afelis molt allunyats. El seu epònim és 90377 Sedna (descobert el 2003), i amb un afeli de 883 UA.
El “núvol d’Oort” és una estructura hipotètica, formulada per Jan Oort (1900-1992) per explicar l’origen dels cometes). Aquests objectes, amb òrbites situades entre 50.000 i 100.000 UA del Sol queden fora de l’abast dels nostres telescopis.
La immensa majoria dels asteroides catalogats orbiten entre Júpiter i Mart. Hom ha identificat diversos centenars de famílies d’asteroids en el Sistema Solar
