El Very Long Baseline Array (VLBA) mide la ocultación de un asteroide

Las ondas de radio de una galaxia distante fueron bloqueadas por un asteroide en nuestro Sistema Solar. Sin embargo, en un proceso llamado difracción, las ondas se doblaron alrededor del asteroide e interactuaron para formar un patrón de círculos brillantes y oscuros. Los astrónomos analizaron este patrón para conocer nuevos detalles sobre el tamaño, la forma y la órbita del asteroide. Crédito: Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF.

En una observación inusual, los astrónomos utilizaron el Very Long Baseline Array (VLBA) del National Science Foundation para estudiar los efectos sobre las ondas de radio provenientes de una radio galaxia distante cuando un asteroide en nuestro Sistema Solar pasó frente a la galaxia. La observación les permitió medir el tamaño del asteroide, obtener nueva información sobre su forma y mejorar en gran medida la precisión con la que se puede calcular su trayectoria orbital.

Cuando el asteroide pasó frente a la galaxia, las ondas de radio provenientes de la galaxia se doblaron levemente alrededor del borde del asteroide, en un proceso llamado difracción. A medida que estas ondas interactuaban entre sí, producían un patrón circular de ondas más fuertes y más débiles, similar a los patrones de círculos brillantes y oscuros producidos en experimentos de laboratorio terrestre con ondas de luz.

"Al analizar los patrones de las ondas de radio difractadas durante este evento, pudimos aprender mucho sobre el asteroide, incluido su tamaño y posición precisa, y obtener algunas pistas valiosas sobre su forma", dijo Jorma Harju, de la Universidad de Helsinki en Finlandia.

El asteroide, llamado Palma, se encuentra en el cinturón principal de asteroides entre Marte y Júpiter. Descubierto el 19 de agosto de 1893 por el astrónomo francés Auguste Charlois desde el Observatorio de Niza y pertenece al Cinturón de Asteroides, Palma completa una órbita alrededor del Sol cada 5,59 años. El 15 de mayo de 2017, oscureció las ondas de radio de una galaxia llamada 0141 + 268 con la sombra de la radio trazando un camino que se extiende aproximadamente de suroeste a noreste, cruzando la estación VLBA en Brewster, Washington. La sombra aceleró a través de la superficie de la Tierra a 50 kilómetros por segundo.

Además de la antena Brewster de VLBA, los astrónomos también usaron antenas VLBA en California, Texas, Arizona y Nuevo México. El paso del asteroide frente a la radio galaxia, un evento llamado ocultación, afectó las características de las señales recibidas en Brewster cuando se combinó con las de cada una de las otras antenas.

El análisis exhaustivo de estos efectos permitió a los astrónomos extraer conclusiones sobre la naturaleza del asteroide. De acuerdo con observaciones anteriores, midieron el diámetro del asteroide en unos 192 kilómetros. También aprendieron que Palma, como la mayoría de los otros asteroides, difiere significativamente de un círculo perfecto, con un borde probablemente ahuecado. La determinación de la forma, según los astrónomos, puede mejorarse aún más combinando los datos de radio con observaciones ópticas previas del asteroide.

Modelo tridimensional de Palma obtenido a partir de su curva de luz. Crédito: Astronomical Institute of the Charles University: Josef Ďurech, Vojtěch Sidorin

Los astrónomos, tanto aficionados como profesionales, comúnmente observan ocultaciones de asteroides de las estrellas y registran el cambio en el brillo o la intensidad de la luz de la estrella cuando el asteroide pasa frente a ella. La observación de VLBA es única porque también permitió a los astrónomos medir la cantidad en que los picos de las olas fueron desplazados por la difracción, un efecto llamado cambio de fase.

"Esto nos permitió restringir la forma de Palma con una única medida corta", dijo Leonid Petrov, afiliado al Laboratorio de Geodesia y Geofísica del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA.

"Observar una ocultación de asteroides usando el VLBA resultó ser un método extremadamente poderoso para el dimensionamiento de asteroides. Además, tales datos de radio revelarían inmediatamente formas peculiares o compañeros binarios. Eso significa que estas técnicas se usarán indudablemente para futuros estudios de asteroides ", dijo Kimmo Lehtinen, del Instituto de Investigación Geoespacial de Finlandia, en Masala, Finlandia.

Un resultado importante de la observación fue mejorar la precisión con la que se puede calcular la órbita del asteroide.

"Aunque la posición de Palma se ha medido más de 1.600 veces durante los últimos 120 años, esta medición de VLBA redujo la incertidumbre en la órbita calculada en un factor de 10", dijo Mikael Granvik, de la Universidad de Tecnología de Lulea en Suecia y la Universidad de Helsinki, Finlandia.

"Este es un uso bastante inusual para el VLBA, y demuestra que las excelentes capacidades técnicas del VLBA, junto con su gran flexibilidad como herramienta de investigación, pueden contribuir incluso de maneras inesperadas en muchos campos de la astronomía", dijo Jonathan Romney de la Long Baseline Observatory, que opera el VLBA.

Harju, Lehtinen, Petrov y Romney, junto con Mikael Granvik de la Universidad de Tecnología de Lulea en Suecia, Karri Muinonen de la Universidad de Helsinki, Uwe Bach del Instituto Max Planck de Radioastronomía en Bonn, Alemania, y Markku Poutanen de Finlandia Geospatial Research Institute, informó de sus hallazgos en el Astronomical Journal.

Publicación: Jorma Harju, et al., "Observación radio interferométrica de una ocultación de asteroides", AJ, 2018; doi: 10.3847 / 1538-3881 / aad45b

Fuente: NRAO, Wikipedia,