2002 AA 29

2002 AA ₂₉ es un pequeño asteroide cercano a la Tierra que fue descubierto el 9 de enero de 2002 por el programa de sondeo automático del cielo LINEAR (Lincoln Near Earth Asteroid Research) . El diámetro del asteroide es de tan solo unos 20–100 metros (70–300 pies). Gira alrededor del Sol en una órbita casi circular muy similar a la de la Tierra . Esta se encuentra en su mayor parte dentro de la órbita terrestre, la cual cruza cerca del punto más alejado del asteroide del Sol, el afelio . Debido a esta órbita, el asteroide se clasifica como de tipo Aten , ^{[ 2 ]} llamado así por el asteroide 2062 Aten .

Otra característica es que su período orbital medio alrededor del Sol es exactamente un año sideral . Esto significa que está vinculado a la Tierra, ya que dicha órbita solo es estable bajo condiciones específicas. Hasta el momento, solo se conocen unos pocos asteroides de este tipo, vinculados a la Tierra en resonancia 1:1. El primero fue 3753 Cruithne , descubierto en 1986.

Los asteroides que tienen una resonancia orbital 1:1 con un planeta también se denominan objetos coorbitales , ya que siguen la órbita del planeta. Los asteroides coorbitales más numerosos conocidos son los llamados troyanos , que ocupan los puntos lagrangianos L4 y L5 del planeta correspondiente. Sin embargo, 2002 AA ₂₉ no pertenece a este grupo. En cambio, sigue una órbita en forma de herradura a lo largo de la trayectoria de la Tierra.

Poco después del descubrimiento realizado por LINEAR, científicos del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL), la Universidad de Athabasca ( Canadá ), la Universidad Queen's de Kingston (Ontario, Canadá) , la Universidad de York en Toronto y el Observatorio Tuorla de la Universidad de Turku en Finlandia determinaron la órbita inusual de 2002 AA ₂₉ , y a través de observaciones adicionales en el Telescopio Canadá-Francia-Hawái en Hawái se confirmó que:

• Su órbita se encuentra mayormente dentro de la órbita de la Tierra. Las órbitas de la mayoría de los asteroides se ubican en el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter . Debido a las perturbaciones orbitales causadas por los planetas gigantes gaseosos, principalmente Júpiter y las brechas de Kirkwood , y al efecto Yarkovsky (fuerza debida a la absorción y emisión asimétrica de radiación infrarroja), los asteroides son desviados hacia el sistema solar interior , donde sus órbitas se ven aún más influenciadas por los acercamientos a los planetas interiores. Es probable que 2002 AA ₂₉ haya sido traído de la misma manera desde el sistema solar exterior hasta la influencia de la Tierra. Sin embargo, también se sugiere que el asteroide siempre ha estado en una órbita cercana a la Tierra y, por lo tanto, que él o un cuerpo precursor se formó cerca de la órbita terrestre. En este caso, una posibilidad es que sea un fragmento de una colisión de un asteroide de tamaño mediano con la Tierra o la Luna . ^{[ 5 ]}
• Su período orbital medio es de un año sideral . Tras desviarse hacia el sistema solar interior —o formarse en una trayectoria cercana a la órbita terrestre—, el asteroide debió de desplazarse a una órbita que coincidía con la de la Tierra. En esta órbita, la Tierra lo atrajo repetidamente de tal manera que su propio período orbital se igualó al de la Tierra. En su órbita actual, la Tierra mantiene así al asteroide en sincronía con su propia órbita.

• La órbita del asteroide es casi circular, con una excentricidad de 0,012, incluso menor que la de la Tierra (0,0167). Los demás asteroides cercanos a la Tierra tienen, en promedio, una excentricidad significativamente mayor (0,29). Además, todos los demás asteroides conocidos antes de 2002 que se encuentran en resonancia 1:1 con la Tierra tienen órbitas muy elípticas; por ejemplo, la excentricidad de (3753) Cruithne es de 0,515. En el momento de su descubrimiento, la órbita de 2002 AA ₂₉ era única, razón por la cual a menudo se le denomina el primer compañero coorbital verdadero de la Tierra, ya que las trayectorias de los asteroides descubiertos anteriormente no son muy similares a la órbita terrestre. La bajísima excentricidad orbital de 2002 AA ₂₉ también indica que siempre debió haber estado en una órbita cercana a la Tierra, o que el efecto Yarkovsky debió haber provocado, de forma relativamente fuerte, que se adentrara en espiral en el sistema solar interior a lo largo de miles de millones de años, puesto que, por regla general, los asteroides que han sido guiados por planetas tienen órbitas con mayor excentricidad.
• La inclinación orbital de 2002 AA ₂₉ con respecto a la eclíptica (plano orbital de la Tierra) es de 10,739°. Por lo tanto, su órbita está ligeramente inclinada en comparación con la de la Tierra.

Si se observa la órbita de 2002 AA ₂₉ desde un punto que se mueve con la Tierra alrededor del Sol (el sistema de referencia Tierra-Sol), esta describe, a lo largo de 95 años, un arco de casi 360°, que durante los siguientes 95 años recorre en sentido inverso. La forma de este arco recuerda a una herradura, de ahí el nombre de " órbita de herradura ". Al moverse a lo largo de la órbita terrestre, describe una espiral a su alrededor, en la que cada vuelta de la espiral dura un año. Este movimiento espiral (en el sistema de referencia Tierra-Sol) se debe a la excentricidad ligeramente menor y a la inclinación de la órbita: la inclinación con respecto a la órbita terrestre es responsable de la componente vertical de la espiral, y la diferencia de excentricidad, de la componente horizontal.

Cuando 2002 AA ₂₉ se acerca a la Tierra de frente (es decir, se mueve un poco más lento y la Tierra lo alcanza), la atracción gravitatoria terrestre lo desplaza a una órbita ligeramente más rápida, un poco más cerca del Sol. Ahora se adelanta a la Tierra en su nueva órbita, hasta que, después de 95 años, casi la ha doblado y se acerca por detrás. De nuevo queda bajo la influencia gravitatoria de la Tierra; esta vez es elevado a una órbita más lenta, más alejada del Sol. En esta órbita ya no puede seguir el ritmo de la Tierra y se queda atrás hasta que, en 95 años, vuelve a acercarse a ella de frente. La Tierra y 2002 AA ₂₉ se persiguen mutuamente alrededor del Sol, pero no se acercan lo suficiente como para romper el patrón.

El 8 de enero de 2003, el asteroide se acercó a la Tierra por delante a una distancia de 0,0391  UA (5.850.000  km ; 3.630.000  mi ), ^{[ 6 ]} su mayor acercamiento en casi un siglo. Desde entonces, ha estado avanzando rápidamente (con un semieje mayor menor a 1 UA) y continuará haciéndolo hasta alcanzar su mayor acercamiento por detrás el 11 de julio de 2097 a una distancia de 0,037712 UA (5.641.600 km; 3.505.500 mi). ^{[ 6 ]} Como resultado de este sutil intercambio con la Tierra, a diferencia de otros asteroides que cruzan la órbita terrestre, no se espera que colisione con ella. Los cálculos indican que en los próximos miles de años nunca se acercará a menos de 4,5 millones de kilómetros, o aproximadamente doce veces la distancia de la Tierra a la Luna. ^{[ 3 ]}

Debido a su inclinación orbital de 10,739° con respecto a la eclíptica, 2002 AA ₂₉ no siempre se ve forzado por la Tierra a seguir su órbita en forma de herradura, sino que a veces puede desviarse de este patrón. En ese caso, queda atrapado durante un tiempo en las proximidades de la Tierra. Esto volverá a ocurrir dentro de unos 600 años, es decir, en el siglo XXVI. Entonces permanecerá dentro del pequeño hueco en la órbita terrestre que no alcanza en su anterior órbita en forma de herradura, y no estará a más de 0,2 unidades astronómicas (30 millones de km) de la Tierra. Allí orbitará lentamente alrededor de la Tierra, casi como una segunda luna, aunque tarda un año en completar una vuelta. Tras 45 años, finalmente regresa a la órbita de herradura, hasta que vuelve a permanecer cerca de la Tierra durante 45 años alrededor del año 3750 y de nuevo en el 6400. En estas fases en las que permanece fuera de su órbita de herradura, oscila en la estrecha región a lo largo de la órbita terrestre donde se encuentra, moviéndose de un lado a otro en 15 años. Debido a que no está ligada a la Tierra como la Luna, sino que se encuentra principalmente bajo la influencia gravitatoria del Sol, pertenece a los cuerpos llamados cuasi-satélites . Esto es algo análogo a dos coches que viajan uno al lado del otro a la misma velocidad y se adelantan repetidamente, pero que, sin embargo, no están unidos entre sí. Los cálculos orbitales muestran que 2002 AA ₂₉ estuvo en esta órbita de cuasi-satélite durante 45 años desde aproximadamente el año 520 d. C., pero debido a su diminuto tamaño era demasiado tenue para haber sido visto. Alterna aproximadamente cíclicamente entre las dos formas orbitales, pero siempre permanece durante 45 años en la órbita de cuasi-satélite. Fuera del período comprendido entre aproximadamente 520 y 6500 d. C., las órbitas calculadas se vuelven caóticas , es decir, impredecibles, y por lo tanto, para períodos fuera de este intervalo de tiempo no se pueden hacer afirmaciones exactas. ^{[ 7 ]} 2002 AA ₂₉ fue el primer cuerpo celeste conocido que alterna entre órbitas de herradura y cuasi-satélite.

Animación de la órbita del satélite AA ₂₉ de 2002 desde 1900 hasta 2140.

En relación con el Sol y la Tierra

Alrededor de la Tierra

Alrededor del sol

   Sol  ·   Tierra  ·   2002 AA ₂₉

Se sabe relativamente poco sobre 2002 AA _29. Con un tamaño de entre 20 y 100 metros (70 y 300 pies), es muy pequeño, por lo que se ve desde la Tierra como un punto diminuto incluso con grandes telescopios , y solo se puede observar utilizando cámaras CCD de alta sensibilidad . En el momento de su máximo acercamiento en enero de 2003, tenía una magnitud aparente de aproximadamente 20,4. ^{[ 8 ]}

So far nothing concrete is known about the composition of 2002 AA₂₉. Because of its nearness to the Sun, it cannot however consist of volatile substances such as water ice, since these would evaporate or sublime; one can clearly observe this happening to a comet as this forms the visible tail. Presumably it will have a dark, carbon-bearing or somewhat lighter silicate-rich surface; in the former case the albedo would be around 0.05, in the latter somewhat higher at 0.15 to 0.25. It is due to this uncertainty that the figures for its diameter cover such a wide range.

A further uncertainty arises from radar echo measurements at the AreciboRadio Telescope, which could only pick up an unexpectedly weak radar echo, implying that 2002 AA₂₉ is either smaller than estimated or reflects radio waves only weakly. In the former case it would have to have an unusually high albedo.^[4] This would be evidence in support of the speculation that it, or at least the material of which it is composed, is different from most other asteroids so far discovered on near-Earth orbits, or represents a fragment thrown off by the collision of a medium-sized asteroid with the Earth or the Moon.^[5]

Using radar echo measurements at the Arecibo radio telescope the rotational period of 2002 AA₂₉ could be determined. In this radar astronomy procedure radio waves of known wavelength are emitted from a radio telescope aimed at an asteroid. There they are reflected, and because of the Doppler effect the part of the surface that is moving towards the observer (because of the asteroid's rotation) shortens the wavelength of the reflected waves, whilst the other part which is turning away from the observer lengthens the reflected wavelength. As a result, the wavelength of the reflected waves is "smeared out". The extent of the wavelength smearing and the diameter of the asteroid allow the rotational period to be narrowed down. 33 minutes is thus calculated as the upper limit of the rotational period for 2002 AA₂₉; it probably rotates more quickly. This rapid rotation together with the small diameter and therefore low mass leads to some interesting conclusions:

• El asteroide gira tan rápidamente que la fuerza centrífuga en su superficie supera su atracción gravitatoria. Por lo tanto, está sometido a tensión y no puede estar compuesto por una aglomeración de escombros poco unidos o de fragmentos que giran unos alrededor de otros, como se supone para otros asteroides y como se ha determinado, por ejemplo, para el asteroide (69230) Hermes . En cambio, el cuerpo debe estar formado por un único bloque de roca relativamente resistente o por piezas fusionadas. Sin embargo, su resistencia a la tracción es probablemente considerablemente menor que la de la roca terrestre , y el asteroide también es muy poroso . ^{[ 4 ]}
• 2002 AA ₂₉ no puede haberse formado a partir de pequeños fragmentos individuales, ya que estos se habrían dispersado debido a la rápida rotación. Por lo tanto, debe ser un fragmento desprendido en la colisión de dos cuerpos celestes. J. Richard Gott y Edward Belbruno, de la Universidad de Princeton, han especulado que 2002 AA ₂₉ podría haberse formado junto con la Tierra y Theia , el planeta postulado que, según la hipótesis del gran impacto , colisionó con la Tierra en sus inicios. ^{[ 9 ]}

Debido a que su órbita es muy similar a la de la Tierra, el asteroide es relativamente accesible para las sondas espaciales . Por lo tanto, 2002 AA ₂₉ sería un objeto de estudio idóneo para una investigación más precisa sobre la estructura y formación de asteroides y la evolución de sus órbitas alrededor del Sol. Mientras tanto, ya se han encontrado otros compañeros coorbitales de la Tierra de este tipo en órbitas de herradura o en órbitas como cuasi-satélites, como el cuasi-satélite 2003 YN 107. Además, se supone que existen pequeños compañeros troyanos de la Tierra con diámetros en torno a los 100 metros, ubicados en los puntos lagrangianos L4 y L5 del sistema Tierra-Sol.

• 6Q0B44E
• RH 120 de 2006
• 2003 YN 107 – cuasi satélite de la Tierra
• 2010 TK 7 – Compañero coorbital troyano de la Tierra
• 3753 Cruithne (1986 TO)
• 2001 GO 2
• 26 de julio de 2006
• 2010 SO 16
• 2012 FC 71

• Satélite natural
• Cuasi-satélite
• Lista de asteroides
• Nomenclatura de asteroides
• Resonancia orbital

• Tilmann Althaus: Ein zweiter Begleiter des Blauen Planeten. en: Sterne und Weltraum . Spektrum der Wiss., Heidelberg 42.2003, 2, págs. 22–24. ISSN 0039-1263 

• MPEC 2003-A17
• Asteroide coorbital terrestre 2002 AA ₂₉
• Artículo de investigación que describe las órbitas en forma de herradura. ¡Se recomienda empezar en la página 105!

• Datos orbitales para el satélite AA ₂₉ de 2002 procedentes de la base de datos MPEC.
• Datos físicos del AA ₂₉ de 2002 procedentes de la base de datos EARN.
• Base de datos de elementos orbitales de asteroides del Observatorio Lowell
• AA29 de 2002 en la base de datos de cuerpos pequeños del JPL