Entre las órbitas de Marte y Júpiter existe una región de 550 millones de kilómetros en la que más de 35.000 asteroides giran alrededor del Sol. Los asteroides son cuerpos rocosos y metálicos carentes de atmósfera, que tienen un tamaño medio de 400 km de diámetro, pero pueden alcanzar los 1.000 km. Algunos de ellos tienen incluso pequeñas lunas que orbitan alrededor suyo. Al igual que planetas como Neptuno y Plutón, los asteroides fueron descubiertos primero de forma teórica: en 1776, el astrónomo alemán Johann D. Titius dedujo la existencia de un planeta entre Marte y Júpiter.
Hubo que esperar hasta 1801 para que otro astrónomo, Giuseppe Piazi, descubriese un cuerpo celeste orbitando a la distancia predicha anteriormente. El tamaño del objeto, bautizado como Ceres, era menor de lo esperado (unos 1000 kilómetros de diámetro), por lo que no se ajustaba completamente al modelo propuesto por Titius.Un año después fue descubierto por Heinrich W. M. Olbers (1758-1840) otro cuerpo de similares características: Palas, de 523 km de diámetro. Posteriormente fueron descubiertos Juno y Vesta, también de considerable tamaño. Casi todos los asteroides del cinturón emplean entre tres y seis años terrestres en dar una vuelta completa alrededor del Sol.
Tras los sucesivos descubrimientos a principios del siglo XIX de nuevos objetos en la misma zona, Olbers sugirió en 1807 la posibilidad de que, en lugar de un planeta intermedio, existiesen múltiples fragmentos residuales de uno mucho mayor. Actualmente se sabe que no sucedió así en realidad, sino que estos asteroides son cuerpos que no llegaron a agregarse durante los comienzos del Sistema Solar para formar un planeta, posiblemente debido a la enorme fuerza gravitatoria del cercano Júpiter.
Los asteroides son clasificados de acuerdo a su composición química y a la cantidad de luz que reflejan. La mayor parte de ellos son de tipo C (carbonáceos), que contienen arcillas y minerales hidratados, o de tipo S, con una composición rocosa.También existen grupos de asteroides que no se encuentran en el cinturón principal. Es el caso de los asteroides troyanos, situados en distintos lugares de la órbita que sigue Júpiter alrededor del Sol.
Otro grupo numeroso es el de aquellos que se aproxima más al Sol y, por tanto, cruzan el plano orbital de la Tierra, suponiendo un riesgo de colisión para ésta. Se llaman Near-Earth Asteroids (asteroides cercanos a la Tierra) y son observados continuamente para detectar posibles peligros. De hecho, un asteroide de este tipo causó la extinción de los dinosaurios hace 65 millones de años.
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