¿Un trozo de la Luna da vueltas alrededor de la Tierra?

Hace unos días se ha difundido la noticia de que un asteroide llamado Kamo´oalewa podría ser un fragmento de la Luna. Sería el único que se conoce con esta característica y además tiene la particularidad de estar próximo a la Tierra y ser un cuasisatélite.

Por hablar de algún caso similar, hay varios ejemplos de meteoritos que proceden de un impacto en Marte: Se desprendieron del planeta rojo por un choque de algún asteroide, viajaron por el espacio y finalmente cayeron a la Tierra, como el famoso ALH 84001, en el que se creyó encontrar fósiles marcianos.

El famoso meteorito, que como el protagonista de este artículo, fue arrancado de su astro original mediante un choque cósmico.

En este caso sería algo similar, pero el impacto habría sido en la Luna, y el trozo resultante, de unos 50 metros, ha quedado dando vueltas alrededor del Sol pero acompañando a la Tierra de una manera muy especial. Los indicios de su posible origen lunar estarían en la manera en que refleja la luz, demasiado rojiza, diferente a otros asteroides y similar a algunas rocas lunares, pero no se conoce ningún otro análogo, lo cual resulta extraño.

La cosa queda sugerente: Un trozo de la Luna que se ha convertido en la segunda luna. Aunque tal como se cuenta la historia, es posible que no sea cierto ni lo uno ni lo otro. Las opiniones sobre su origen lunar parecen poco justificadas y las noticias no lo dan como cierto, sino como una simple hipótesis. Además a este asteroide, descubierto por una de las personas más relevantes del JPL de NASA, ya se le dio en 2016 una importancia que claramente no tenía, y todo esto me suena un poco raro aunque, por supuesto, puedo estar equivocado.

El primer aspecto podría aclararse si los planes de China de mandar esta misma década una misión robótica a  Kamo`oalewa y traer muestras siguen adelante, porque desde aquí apenas puede observarse durante algunas semanas del mes de abril, y utilizando grandes telescopios.

Respecto a lo de "asteroide cercano", "cuasisatélite" o "segunda luna", habrá que aclarar

Otros titulares que han recogido la noticia, pero hay que decir que no sería la segunda.

Por cierto, a su nombre inicial 2016 HO3 enseguida se le asignó un número, el 469219 (mucho antes de lo que es costumbre) y por lo que se ve también le han dado nombre propio, tal como está de moda un nombre hawaiano. Parece como si fuese un “enchufado” que se ha saltado el turno de otros colegas que estaban antes que él, como mi amigo 2004 GU9, otro cuasisatélite con las mismas características orbitales pero más grande, más fiel y que se conoce desde 12 años antes, pero al que aún no le han dado nombre.

Pero aunque la noticia de que pudiera ser un trozo de la Luna es sugerente, 2016 HO3 no es solo especial por eso. De hecho ya hablé de él hace 5 años, al poco de su descubrimiento, en "Las otras lunas", pero creo que puede ser el momento para repasar su extraña órbita, porque aunque he escrito cosas similares en otro foro y en este blog haya linkado la referencia, aquí no lo he explicado. (Pido disculpas por la redundancia a quienes ya lo leyeron siguiendo el enlace)

¿Qué es eso de un cuasisatélite, que ninguna noticia explica, salvo que “permanece cerca de la Tierra”? El tema es mucho más interesante, y tampoco es exactamente lo mismo que el que “esté en resonancia 1:1 con la Tierra” (que tardan lo mismo en dar una vuelta al Sol) como se dice en otros lugares:

Tal como se dice, la órbita de 469219 (2016 HO3) Kamo´oalewa alrededor del Sol es muy parecida a la de la Tierra con un tamaño ligerísimamente mayor, solo una milésima más, está inclinada respecto a ésta solo 8º y tiene una excentricidad algo mayor (0.103 frente a 0.017 de nuestro planeta), aunque su aspecto a primera vista se sigue pareciendo  más a un círculo que a una elipse alargada.

Los puntos A y C, en que la órbita del asteroide corta al plano de la órbita terrestre, llamados nodos, están muy próximos a ésta y juegan un papel importante en la dinámica de Kamo´oalewa

Tal como se ilustra en el siguiente gráfico, actualmente por las cercanías del nodo descendente (A) la Tierra transita antes que el asteroide, pero luego éste pasa por su perihelio con lo que se moverá más deprisa que la Tierra, además de tener menos recorrido hasta el nodo ascendente, y por ello habrá adelantado a nuestro planeta, que en (C) pasa detrás.

Luego ocurre la situación inversa: El asteroide pasa por su afelio, con lo que reduce la velocidad y la Tierra lo vuelve a adelantar pasando antes por la proximidad del punto A, tal como ocurrió en principio, con lo que las situaciones volverán a repetirse:

Posiciones sucesivas de la Tierra y el asteroide actualmente

Si nosotros estamos situados en la Tierra y  tomando como referencia la posición del Sol observásemos el asteroide (este solo se ve en abril, como se ha dicho, pero se puede calcular su posición en cualquier momento) en el punto A lo veríamos por detrás (en el sentido de traslación de la Tierra), pero en B pasaría casi por debajo y un poco por dentro (hacia el Sol). En C pasaría por delante y luego en D lo haría por arriba y por fuera, hasta completar el ciclo nuevamente en A.

Es decir, que tomando como referencia la dirección del Sol, veríamos que el asteroide está dando vueltas alrededor de la Tierra como si fuera un satélite, una vuelta por año.

Trayectoria relativa del asteroide respecto a la Tierra

¿Podría entonces decirse que es un satélite? No: porque ese movimiento no se debe a la atracción terrestre, sino a la del Sol y por eso se le da el calificativo de cuasisatélite.

Sin embargo, el asunto tiene más miga porque lo cierto es que la Tierra actúa gravitatoriamente sobre ese astro impidiendo que se marche de una manera muy curiosa… pero no como lo hace con la Luna, y alguien podría decir que Kamo´oalewa realiza una sofisticada danza sincronizada con nuestro planeta: 

Como se ha dicho, la órbita de 2016 HO3 es ligeramente mayor que la de la Tierra, con lo que también lo será su periodo; concretamente 365.88 días, con lo cual en cada vuelta se va retrasando respecto a nuestro planeta.

Por ello de un paso por las cercanías de C al siguiente, el asteroide tarda un poco más que la Tierra 

Como consecuencia, la órbita relativa representada antes no se cierra, sino que queda como una espira de un muelle.

En el tiempo que la Tierra emplea en volver a situarse junto a C, el satélite ha pasado de C1 a C2

Sucesivamente en las siguientes vueltas cuando la Tierra esté en el punto C el asteroide pasará cada vez más cerca de nuestro planeta (en C1, C2, C3, C4 en el siguiente gráfico), y por contrario en los pasos por el punto A se va distanciando (En A1, A2, A3, A4)

Como datos concretos,  la distancia entre la Tierra y el asteroide en las proximidades de A en abril de 2021 fue de 0.213 U.A. que en en 2022 serán  0.224 y en el punto C  0.167 y 0.158 U.A. respectivamente.

De manera que en el punto C estarían cada año más cerca y teóricamente ya en la próxima década llegarían a estar a menos de 0.05 U.A., aparentemente con peligro de impacto. Pero antes de que eso ocurra, debido a su proximidad la Tierra lo atraerá… y aunque parece que esto aceleraría el choque, …¡que no cunda el pánico porque no hay peligro!: 

La atracción gravitatoria por detrás, de un astro que gira en torno al Sol lo que hace es frenarlo en un primer momento y por ello caerá a una órbita más interior, que será más rápida (paradógicamente al atraerlo finalmente hace que se aleje), y así en las siguientes vueltas cada vez estará más lejos de la Tierra en las cercanías del punto C. (Sucesivamente C4, C5, C6, C7 del siguiente gráfico)

En ese momento el periodo de 2016 HO3 será menor que el de la Tierra y en el punto A cada vez estarán más próximos (en A4, A5, A6, A7), hasta que cuando nos vaya a alcanzar unas cuantas vueltas después (*) ocurre el fenómeno contrario: cuando se acerca por detrás la gravedad de la Tierra lo atraerá, acelerará y paradógicamente le hará ir más lento porque el impulso gravitatorio le habrá hecho salir a una órbita más externa. Así se evita nuevamente el choque y se vuelve a la situación actual.

(*) El siguiente gráfico es solo una representación didáctica y se han trazado solo 5 vueltas entre los dos cambios de órbita, aunque en el caso de Kamo´oalewa son del orden de 25.

Movimiento aparente del cuasisatélite en posiciones relativas en torno a la Tierra, en varias series de vaivén

Mediante estos procesos sucesivos de interacción gravitatoria que modifican la órbita del asteroide, éste permanece ligado a la Tierra y desde aquí se le vería dando vueltas a nuestro alrededor en una órbita que va oscilando. 

A esto se le llama cuasisatélite, y la situación es tan curiosa que alguien podría decir que nuestro planeta actúa sobre el asteroide como un malabarista  manteniéndole a distancia pero evitando que se marche, gracias a la acción gravitatoria que parece tener el efecto contrario al que dice nuestra lógica.

La situación no es totalmente estable, porque una influencia gravitatoria, por ejemplo de Júpiter, podría hacer que uno de los nodos se alejase de la órbita terrestre, la acción gravitatoria de nuestro planeta en A o en C no tuviera efecto y el asteroide se marchara. Seguiría estando en resonancia 1:1 con la Tierra, pero ya no sería cuasisatélite. Con Kamo´oalewa nosotros no veremos esa circunstancia porque se ha calculado que  permanecerá aún varios siglos en la configuración actual, pero sí se comprobó esta situación con  2003 YN107, otro asteroide que fue cuasisatélite hasta el año 2006.