En astronomía , una configuración coorbital es una configuración de dos o más objetos astronómicos (como asteroides , lunas o planetas ) que orbitan a la misma distancia, o muy similar, de su principal; es decir, están en una resonancia de movimiento medio 1:1 . (o 1: −1 si orbitan en direcciones opuestas ). [1]
Existen varias clases de objetos coorbitales, dependiendo de su punto de libración . La clase más común y más conocida es el troyano , que gira alrededor de uno de los dos puntos lagrangianos estables (puntos troyanos), L 4 y L 5 , 60° por delante y por detrás del cuerpo más grande, respectivamente. Otra clase es la órbita de herradura , en la que los objetos giran alrededor de 180° con respecto al cuerpo más grande. Los objetos que giran alrededor de 0° se llaman cuasi-satélites . [2]
Una órbita de intercambio se produce cuando dos objetos coorbitales tienen masas similares y, por tanto, ejercen una influencia no despreciable entre sí. Los objetos pueden intercambiar semiejes mayores o excentricidades cuando se acercan entre sí.
Los parámetros orbitales que se utilizan para describir la relación de objetos coorbitales son la longitud de la diferencia de periapsis y la diferencia de longitud media . La longitud del periapsis es la suma de la longitud media y la anomalía media y la longitud media es la suma de la longitud del nodo ascendente y el argumento del periapsis .
Los objetos troyanos orbitan 60° por delante (L 4 ) o detrás (L 5 ) de un objeto más masivo, ambos en órbita alrededor de un objeto central aún más masivo. Los ejemplos más conocidos son la gran población de asteroides que orbitan delante o detrás de Júpiter alrededor del Sol . Los objetos troyanos no orbitan exactamente en uno de los puntos lagrangianos , pero permanecen relativamente cerca de él, pareciendo orbitarlo lentamente. En términos técnicos, libran alrededor de = (±60°, ±60°). El punto alrededor del cual libran es el mismo, independientemente de su masa o excentricidad orbital. [2]
Hay varios miles de planetas troyanos menores conocidos que orbitan alrededor del Sol. La mayoría de estos orbitan cerca de los puntos lagrangianos de Júpiter, los tradicionales troyanos de Júpiter . En 2015 , también se sabe que existen [actualizar]13 troyanos Neptune , 7 troyanos Mars , 2 troyanos Uranus ( 2011 QF 99 y 2014 YX 49 ) y 2 troyanos Earth ( 2010 TK 7 y (614689) 2020 XL 5 ). No se han observado troyanos saturnianos.
El sistema de Saturno contiene dos conjuntos de lunas troyanas. Tanto Tetis como Dione tienen dos lunas troyanas cada una, Telesto y Calypso en L 4 y L 5 de Tetis respectivamente, y Helene y Polydeuces en L 4 y L 5 de Dione respectivamente.
Polideuces se caracteriza por su amplia libración : se desplaza hasta ±30° desde su punto lagrangiano y ±2% desde su radio orbital medio, a lo largo de una órbita de renacuajo en 790 días (288 veces su período orbital alrededor de Saturno, el mismo que el de Dione). ).
Se propuso que un par de exoplanetas coorbitales orbitaran la estrella Kepler-223 , pero luego se retractó. [3]
Se estudió la posibilidad de un planeta troyano en Kepler-91b, pero la conclusión fue que la señal de tránsito era un falso positivo. [4]
En abril de 2023, un grupo de astrónomos aficionados informó sobre dos nuevos candidatos a exoplanetas coorbitando, en una órbita de intercambio de herradura , cerca de la estrella GJ 3470 (se sabe que esta estrella tiene un planeta confirmado GJ 3470 b ). Sin embargo, el estudio mencionado solo está en forma preimpresa en arXiv y aún no ha sido revisado por pares ni publicado en una revista científica de renombre. [5] [6]
En julio de 2023 se anunció la posible detección de una nube de escombros coorbital con el protoplaneta PDS 70 b . Esta nube de escombros podría ser evidencia de un cuerpo troyano de masa planetaria o uno en proceso de formación. [7] [8]
Una posibilidad para la zona habitable es un planeta troyano de un planeta gigante cerca de su estrella . [9]
La razón por la que no se han detectado definitivamente planetas troyanos podría deberse a que las mareas desestabilizan sus órbitas. [10]
Según la hipótesis del impacto gigante , la Luna se formó después de una colisión entre dos objetos coorbitales: Theia , que se cree que tenía alrededor del 10% de la masa de la Tierra (aproximadamente tan masiva como Marte ), y la protoTierra. Sus órbitas fueron perturbadas por otros planetas, sacando a Theia de su posición troyana y provocando la colisión.
Los objetos en una órbita de herradura giran alrededor de 180° con respecto a la órbita primaria. Sus órbitas abarcan ambos puntos lagrangianos equiláteros, es decir, L 4 y L 5 . [2]
Las lunas de Saturno , Jano y Epimeteo, comparten sus órbitas, siendo la diferencia en los semiejes mayores menor que el diámetro medio de cualquiera de ellas. Esto significa que la luna con el semieje mayor más pequeño alcanzará lentamente al otro. Mientras hace esto, las lunas se tiran gravitacionalmente entre sí, aumentando el semieje mayor de la luna que ha alcanzado y disminuyendo el de la otra. Esto invierte sus posiciones relativas proporcionalmente a sus masas y hace que este proceso comience de nuevo con los roles de las lunas invertidos. En otras palabras, efectivamente intercambian órbitas y, en última instancia, oscilan ambas alrededor de su órbita media ponderada en masa.
Se ha encontrado un pequeño número de asteroides que son coorbitales con la Tierra. El primero de ellos en ser descubierto, el asteroide 3753 Cruithne , orbita alrededor del Sol con un período ligeramente inferior a un año terrestre, lo que da como resultado una órbita que (desde el punto de vista de la Tierra) aparece como una órbita en forma de frijol centrada en una posición. por delante de la posición de la Tierra. Esta órbita se mueve lentamente más adelante de la posición orbital de la Tierra. Cuando la órbita de Cruithne se mueve a una posición en la que sigue la posición de la Tierra, en lugar de adelantarla, el efecto gravitacional de la Tierra aumenta el período orbital y, por lo tanto, la órbita comienza a retrasarse, regresando a la ubicación original. El ciclo completo desde la Tierra hasta la Tierra lleva 770 años, lo que lleva a un movimiento en forma de herradura con respecto a la Tierra. [11]
Desde entonces se han descubierto objetos cercanos a la Tierra (NEO) más resonantes . Estos incluyen 54509 YORP , (85770) 1998 UP 1 , 2002 AA 29 , 2010 SO 16 , 2009 BD y 2015 SO 2 que existen en órbitas resonantes similares a las de Cruithne. 2010 TK 7 y 2020 XL 5 son los dos únicos troyanos terrestres identificados .
Se descubrió que los asteroides de Hungría son una de las posibles fuentes de objetos coorbitales de la Tierra con una vida útil de hasta ~58 kyrs . [12]
Los cuasi satélites son objetos coorbitales que oscilan alrededor de 0° con respecto al primario. Las órbitas de cuasi satélites de baja excentricidad son muy inestables, pero para excentricidades de moderadas a altas dichas órbitas pueden ser estables. [2] Desde una perspectiva de co-rotación, el cuasi-satélite parece orbitar al primario como un satélite retrógrado , aunque a distancias tan grandes que no está ligado gravitacionalmente a él. [2] Dos ejemplos de cuasi-satélites de la Tierra son 2014 OL 339 [13] y 469219 Kamoʻoalewa . [14] [15]
Además de intercambiar semiejes mayores como las lunas de Saturno, Epimeteo y Jano, otra posibilidad es compartir el mismo eje, pero intercambiar excentricidades. [dieciséis]
