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4/3/2009 - DJ:

¿Cuántas lunas tiene la Tierra?

Tiempo estimado de lectura: 6 min. 19 seg.

En el show de televisión británico "Quite Interesting", un programa de preguntas y respuestas que no hace hincapié en el conocimiento, sino en el humor, se preguntó sobre cuántas lunas tiene nuestro planeta. El panel del programa está compuesto por comediantes que aspiran a obtener puntos por su hilarante respuesta. Uno de los participantes contestó que sólo una. El presentador del ciclo, Stephen Fry, le dijo, sin embargo, que era incorrecto. La respuesta adecuada, según el show, es que la Tierra tiene DOS lunas. La reacción del resto del panel es cómica y allí radica el objetivo del programa. Pero la respuesta es clara: la Tierra sólo tiene UNA luna.
Órbitas de la Tierra y Cruithne

El video del programa en cuestión puede visualizarse en YouTube, aunque está en inglés, claro: YouTube:How many moons does earth have? - Qi - BBC

El panelista Alan Davies, que es un comediante muy conocido en el Reino Unido, contestó a la pregunta diciendo que nuestro planeta tiene sólo una luna y que está hecha de queso, tratando de ser cómico, aunque en algún momento hubo quien realmente pensó que la Luna era como un queso gruyere. En fin, hasta allí, todo bien, muy cómico (¿muy?). Pero, sonó la alarma. La respuesta es incorrecta.

"¿Por favor, es LA luna?", intentó defender el cómico. Sin embargo, el presentador corrigió al panelista:

Pero la respuesta es que hay dos lunas. Una es la que conocemos, la que llamamos "la luna". La otra es llamada "Cruithne", tiene 3 millas de diámetro y orbita al mundo cada 770 años.


Como siempre hay un desprevenido, hagamos algunas sanas aclaraciones.

La Luna es el único satélite natural de la Tierra. El objeto al que hacen referencia en el show, llamado (3753) Cruithne es un asteroide que orbita al Sol, no a la Tierra. Lo que sí es llamativo de este y algunos otros cuerpos similares, es que su órbita es parecida a la de nuestro planeta. Se trata de asteroides co-orbitales.

Fue descubierto en 1986 pero recién en 1997, Paul Wiegert y colegas usaron simulaciones computacionales para entender su comportamiento y lo reportaron a Nature.

Efectivamente tiene 5 kilómetros de diámetro, pero tarda 770 años en completar su órbita, con forma de herradura, alrededor del Sol. Cada 385 años logra su mayor aproximación a la Tierra, a 15 millones de kilómetros. La última vez fue en 1990 y la próxima será en 2285 (no estaremos aquí para entonces, no?).

Aunque el asteroide, inicialmente denominado 3753 (1986TO), fue descubierto en 1986, nadie había rastreado su órbita lo suficiente para detectar su rareza. Al principio, Wiegert no podía creer en sus cálculos y pensó que era un error computacional. Al repetirlos varias veces terminó convenciéndose.

La órbita de Cruithne es muy inclinada comparada con las de los planetas


Cruithne y la Tierra en 2277

En el año 2277, la órbita del asteroide encontrará a la Tierra. La gravedad de la Tierra eleva un poco la órbita de Cruithne. Volverá a este punto 752 años después, en 3029.

Aunque la órbita de Cruithne no es estable a largo plazo, los cálculos de Wiegert muestran que estará sincronizada con la de la Tierra por mucho tiempo. Por supuesto que NO hay ningún riesgo de colisión, al menos en los próximos millones de años. Las órbitas no se cruzan y el plano orbital del asteroide está inclinado en relación al nuestro por casi 20º. Para ser visto, Cruithne, se necesitaría un telescopio muy, muy grande, ya que en oposición su magnitud es de 15.8, más débil que Plutón.

Órbita de Cruithne por Wiegert
En esta imagen, la Tierra está estacionaria (en el símbolo del círculo cruzado) y vemos el camino del asteroide, en amarillo. Se ve que el objeto sigue una órbita similar a la de la Tierra y cuando se acerca a nuestro planeta, da la vuelta, configurando esta extraña órbita con forma de herradura.

El número 3753 está dado por su denominación oficial en el catálogo de asteroides conocidos. El nombre Cruithne fue dado por sus descubridores y hace referencia a un grupo tribal céltico.
Oficialmente fue descubierto el 10 de octubre de 1986 por Duncan Waldron, trabajando con R. McNaught, M. Hartley y M. Hawkins en el Observatorio Siding Spring en Australia. Luego, C. Bardwell notó que el asteroide había sido observado tres años antes en ESO, chile, por G. de Sanctis y R. West. Sin embargo, el "descubrimiento" tradicionalmente queda en la persona o grupo que observa al asteroide a lo largo de un tiempo suficiente para permitir calcular una buena órbita.
Waldron también descubrió el asteroide 5577 Priestley y desde que en 1995 conoció el Paint Shop Pro, se ha dedicado a la manipulación de imágenes para crear caleidoscopios.

Otros ejemplos de asteroides con órbitas como la de Cruithne son Janus y Epimetheus, satélites de Saturno. En nuestro planeta, hay varios asteroides cercanos a la Tierra (AsCT), también llamados NEA por sus siglas en inglés, como 54509 YORP, (85770) 1998 UP1, 2002 AA29, y 2009BD.

La órbita de herradura
Lo que permite que este objeto tenga esa rara órbita es que la misma pasa cerca de tres puntos de Langrange.
Las investigaciones de Joseph-Louis Lagrange, matemático francés del siglo XVIII, permitieron determinar la posición de cinco puntos de equilibrio gravitatorio relacionados con nuestro planeta. Se trata de los puntos de Lagrange.
L1 se encuentra en una linea que va del Sol a la Tierra, a 1,5 millones de km de
nuestro planeta; L2 se halla en la misma línea, pero al otro lado de la Tierra; lo mismo que L3, que se encuentra al otro lado del Sol; por su parte, L4 y L5 estan en el vértice de dos triangulos equilateros, cuya base es la línea Tierra-Sol.

Puntos Lagrange Sistema Tierra-Sol

El propio Lagrange demostró que cualquier objeto situado en L4 o L5 puede permanecer facilmente allí, recibiendo el nombre de troyano. La geometría descrita es aplicable tambien a los demás planetas, y así Júpiter posee cientos de asteroides troyanos, mientras que Marte posee al menos dos.

Los troyanos orbitan al mismo tiempo alrededor de los puntos de Lagrange L4 y L5, siguiendo una trayectoria muy curiosa. Pero más curiosa es aún la trayectoria de los asteroides cuya órbita pasa alrededor de L2, L4 y L5, simultaneamente, dibujando una especie de herradura en el cielo. Cruithne es uno de estos objetos.

Orbita Cruithne sistema solar a lo largo de los años

No es un verdadero Troyano. Más bien, ocupa una de las dos órbitas solares regulares, una ligeramente más pequeña y rápida que la de la Tierra y la otra ligeramente mayor y más lenta, alternando periódicamente cuando se acerca a la Tierra. Con los acercamientos del asteroide a la Tierra, por el interior de la órbita de la Tierra, toma energía orbital de la Tierra y se mueve en una órbita de energía más grande, más alta. Luego la Tierra alcanza al asteroide (que está en una órbita más grande y por tanto más lenta) ahora es la Tierra la que toma energía y hace caer al asteroide a una órbita más pequeña, y más rápida y en el futuro será el asteroide el que cogerá a la Tierra para empezar el ciclo nuevamente. Esto no tiene el impacto notable en la longitud del año, porque la masa de Tierra es más de 20.000 millones de veces más pesada que 3753 Cruithne.

Wiegert, en su página sobre Cruithne, lo explica con una alegoría, considerando a la órbita de herradura como una pista de carreras de tres carriles, circular. (¿Algo como un Daytona espacial?). La Tierra es un gran camión moviéndose a velocidad constante por el carril central y el asteroide es un auto. Cuando, en el carril exterior, el auto está yendo un poco más lento que el camión, y el camión lo está por pasar. Pero justo cuando el camión está por pasar, el auto cambia al carril interior y acelera. El auto comienza a alejarse del camión, pero como la pista es circular, el auto finalmente alcanzará al camión por detrás. Cuando se acerca, el auto vuelve a cambiar de carril al exterior y desacelera. Y el ciclo se repite. Esto es lo que pasa en la órbita de herradura. Ambos "vehículos" comparten la misma ruta, pero en forma coordinada para evitar la colisión.


Orbita Cruithne en el Sistema solar interno

Cuando el asteroide se acerca a la Tierra, comienza a alejarse de nuevo. ¿Porqué la gravedad del planeta no lo captura?
Una órbita es un balance entre dos fuerzas que compiten: la gravedad que acerca a las cosas y la velocidad de los objetos, que con la dirección adecuada, tiende a alejarlos. Como los satélites artificiales, que si no se movieran, caerían. Pero su velocidad los mantiene en órbita. Esta interacción de fuerzas (con su consiguiente conservación de energía y momento angular) permiten que la gravedad de la Tierra modifique la velocidad del asteoide de forma tal que su órbita comience a alejarse.
Desde un punto de vista más técnico, está relacionado con el Problema de los tres cuerpos restringido. Luego del descubrimiento, se realizaron algunos aportes teóricos que cito a continuación:

New coorbital dynamics in the solar system
F. Namouni, A. A. Christou, C. D. Murray
http://arxiv.org/abs/astro-ph/9904016

Secular Interactions of Coorbiting Objects
Fathi Namouni
Icarus
Volume 137, Issue 2, 1 Febrero 1999, Pags 293-314
doi:10.1006/icar.1998.6032

The dynamics of tadpole and horseshoe orbits : I. Theory
Stanley F. Dermott y Carl. D. Murray
Icarus
Volume 48, Issue 1, Octubre 1981, Pags 1-11
doi:10.1016/0019-1035(81)90147-0


Links relacionadosFuentes y links relacionados


Crédito imágenesSobre las imágenes
Órbitas de Cruithne y la Tierra, de OrbitSimulator
El sitio tiene un software para descargar que permiter visualizar simulaciones.
Órbita de Cruitne por Wiegert.



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Este trabajo posee una Licencia Creative Commons Atribución-CompartirIgual 3.0 Unported. Por favor, atribuir a Gerardo Blanco y enlazar a el post original.

3 Comentarios:

PeiT dijo... [Responder]

hmmm. lo siento, no soy capaz de entender lo de la órbita de herradura.

Podrías explicar un poco mejor el motivo de que tenga esa órbita en vez de una elíptica?

Rinoceronte dijo... [Responder]

Esto me resulta interesantísimo

Gerardo Blanco dijo... [Responder]

Hola Peit: Actualicé la nota, agregando información sobre la órbita de herradura.
Saludos.

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