Asteroide Gault: la roca del cinturón principal que desarrolló colas de cometa

Durante más de un siglo, la línea que separa a un cometa de un asteroide pareció sencilla. Los cometas son viajeros helados que desarrollan colas brillantes a medida que se acercan al Sol. Los asteroides son rocas secas e inertes que orbitan en silencio entre Marte y Júpiter. Entonces, a principios de 2019, una roca de cuatro kilómetros en el cinturón principal de asteroides hizo algo que una roca seca no debería hacer: desarrolló no una, sino dos largas y rectas colas de escombros, que se extendían a lo largo de cientos de miles de kilómetros de espacio vacío. Su nombre es 6478 Gault, y los astrónomos la observaron desintegrarse a cámara lenta, en apariencia. Lo que sigue es lo que la evidencia realmente muestra, seguido del verdadero enigma que aún permanece.

Los hechos documentados

Gault no es un descubrimiento nuevo. Fue hallado el 12 de mayo de 1988 por Carolyn y Eugene Shoemaker en el Observatorio Palomar, en California, recibió la designación provisional 1988 JC1 y más tarde fue nombrado en honor al geólogo planetario estadounidense Donald Gault, experto en los procesos de formación de cráteres de impacto (Wikipedia, 6478 Gault). Es miembro de la familia Phocaea, en la parte interior del cinturón principal, mide aproximadamente entre 2,5 y 5,5 millas (unos 4 kilómetros) de diámetro y orbita entre Marte y Júpiter (NASA Hubble; EarthSky). Durante treinta años no atrajo ninguna atención especial.

Eso cambió en enero de 2019. El 5 de enero, el telescopio del sondeo ATLAS, financiado por la NASA y ubicado en Hawái, detectó una cola de escombros, y el mismo rasgo apareció luego en imágenes de archivo de diciembre de 2018 de ATLAS y Pan-STARRS (NASA Hubble). A mediados de enero, el Telescopio Canadá-Francia-Hawái (Canada-France-Hawaii Telescope) y el Telescopio Isaac Newton (Isaac Newton Telescope) detectaron una segunda cola, más corta. El Telescopio Espacial Hubble obtuvo luego imágenes detalladas de la roca. La cola más larga se extendía por más de 500.000 millas (unos 800.000 kilómetros) y tenía aproximadamente 3.000 millas de ancho; la cola más corta medía cerca de una cuarta parte de esa longitud (NASA Hubble).

Y, fundamentalmente, estas colas no están hechas de hielo que se vaporiza, como ocurre con las de un cometa. Los astrónomos concluyeron que los dos chorros se produjeron por dos eventos separados de liberación de polvo, que se estima ocurrieron alrededor del 28 de octubre y del 30 de diciembre de 2018, en breves estallidos que duraron desde unas pocas horas hasta unos pocos días (NASA Hubble). El material total expulsado equivaldría a una masa de apenas unos 500 pies (150 metros) de diámetro si se reuniera todo junto. Olivier Hainaut, del Observatorio Europeo Austral (European Southern Observatory), señaló que los granos de polvo estaban dispuestos de forma tan limpia que "solo tuvimos que mirar la imagen de los chorros, y podemos ver todos los granos de polvo bien ordenados por tamaño".

La explicación principal es mecánica, no helada. Gault gira a una velocidad extrema, con un periodo de rotación cercano a las dos horas, próximo a la velocidad crítica a la que un asteroide débilmente cohesionado, de tipo "montón de escombros" (rubble pile), comienza a desintegrarse (NASA Hubble). Mediciones fotométricas revisadas por pares fijaron el periodo de rotación en unas 2,49 horas, cerca de la barrera de giro de aproximadamente 2,2 horas para los montones de escombros (preprint en arXiv, curvas de luz de Gault). El motor sospechoso es el efecto YORP (Yarkovsky-O'Keefe-Radzievskii-Paddack): la luz solar calienta el asteroide, y la radiación infrarroja que abandona su superficie se lleva una cantidad mínima de momento, aplicando un pequeño par de fuerza que puede acelerar gradualmente su giro a lo largo de escalas de tiempo muy prolongadas. El informe de la NASA estima que Gault lleva acelerando su rotación durante más de 100 millones de años. Jan Kleyna, de la Universidad de Hawái, lo calificó como "el mejor ejemplo de 'prueba irrefutable' de un rotador rápido justo en el límite de las dos horas".

Esto hace de Gault un caso inusual, pero no único. Los asteroides activos -cuerpos en órbitas propias de asteroides que, sin embargo, muestran actividad similar a la de un cometa- son raros. Entre los aproximadamente 800.000 asteroides conocidos del cinturón principal, se estima que eventos como el de Gault ocurren solo alrededor de una vez al año, y Gault fue descrito como apenas el segundo asteroide cuya desintegración se ha vinculado de forma sólida con el efecto YORP (NASA Hubble).

La verdadera pregunta abierta

Aquí es donde el registro documentado se convierte en un auténtico enigma. La explicación más simple -que Gault se rompió de repente a finales de 2018- no se sostiene del todo. Cuando los investigadores rastrearon imágenes de archivo de sondeos del cielo, descubrieron que Gault llevaba años expulsando material antes de 2019. Un estudio revisado por pares, publicado en The Astrophysical Journal Letters, informó de actividad a lo largo de varias épocas distintas que se remontan hasta 2013, incluidos episodios en 2013, 2016 y 2017 (IOPscience, actividad sostenida en (6478) Gault).

Eso plantea la pregunta central que sigue abierta: ¿por qué Gault libera polvo cuando lo hace? Si el efecto YORP simplemente aceleró la roca más allá de su punto de ruptura, cabría esperar un único evento catastrófico de desprendimiento o bien un goteo constante y continuo de escombros. En cambio, Gault parece disparar estallidos discretos, separados por tramos de calma y, según el estudio de archivo, sin una correlación clara entre la distancia del asteroide al Sol y su actividad. Ese último punto importa: la ausencia de dependencia respecto a la distancia argumenta en contra de la simple sublimación de hielo como detonante, ya que la actividad helada de un cometa alcanza su máximo cerca del Sol. Así que el momento exacto de los estallidos, y qué hace que un montón de escombros casi crítico se incline hacia el borde en un mes determinado, sigue siendo algo realmente sin resolver.

Teorías e interpretaciones

Lo que sigue son interpretaciones con fundamento científico, pero son interpretaciones: el campo no ha cerrado el caso por completo.

Deslizamientos rotacionales (teoría principal). Según esta visión, Gault gira tan cerca de su límite estructural que el material de la superficie próximo al ecuador pierde periódicamente su agarre y se desprende, liberando polvo sin necesidad alguna de hielo. Esto encaja con el giro rápido, la composición seca y el comportamiento en forma de estallidos. Es la explicación que apoyan de forma más directa el análisis de la NASA y las mediciones de rotación (NASA Hubble; curvas de luz en arXiv).

Un empujón desde el exterior (detonante especulativo). Kleyna sugirió que el momento preciso podría estar determinado por pequeñas perturbaciones externas: "Incluso una perturbación diminuta, como el pequeño impacto de un guijarro, podría haber desencadenado los recientes estallidos". En esta imagen, el efecto YORP aporta el arma cargada y un pequeño impacto aprieta el gatillo. Esto es plausible pero, por su propia naturaleza, difícil de confirmar para cualquier evento concreto.

Una nueva clase "perpetuamente activa" (planteamiento discutido). El estudio de archivo fue más allá, al sostener que Gault podría pertenecer a una nueva categoría de objeto que es esencialmente activo de forma continua porque se sitúa permanentemente cerca de la barrera de ruptura por giro (IOPscience). Si Gault está verdaderamente "perpetuamente activo" o simplemente atrapado en un tramo inusualmente intenso es una cuestión que aún se debate a medida que se acumulan más observaciones.

Lo que no está en disputa es la lección de mayor alcance. Gault contribuyó a erosionar el antiguo muro entre cometas y asteroides, reforzando la idea de un continuo asteroide-cometa en el que una roca "seca" puede lucir la cola de un cometa. Como lo expresó Hainaut, con los modernos telescopios de sondeo rastreando el cielo, "asteroides como Gault ya no pueden escapar a la detección". El misterio más profundo -exactamente cuándo y por qué un montón de escombros en rotación decide soltar material- sigue estando muy abierto.

Fuentes y lecturas adicionales

• NASA Science / Hubble: "Hubble Watches Spun-up Asteroid Coming Apart"
• EarthSky: "Hubble captures a rare active asteroid"
• The Astrophysical Journal Letters (IOPscience): "Six Years of Sustained Activity in (6478) Gault"
• IOPscience: "Episodically Active Asteroid 6478 Gault"
• arXiv (preprint): "Secular and Rotational Light Curves of 6478 Gault"
• Wikipedia (descripción general y detalles del descubrimiento): 6478 Gault

Fuentes y lecturas adicionales

• https://science.nasa.gov/missions/hubble/hubble-watches-spun-up-asteroid-coming-apart/
• https://earthsky.org/space/active-asteroid-6478-gault-comet-like-tails/
• https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ab1aaa
• https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ab1be8
• https://arxiv.org/pdf/1906.10195
• https://en.wikipedia.org/wiki/6478_Gault