Los Asteroides Troyanos de la Tierra: Compañeros que Comparten Nuestra Órbita

Los Puntos Secretos de la Tierra Ocupados por los Troyanos: L₄ y L₅

¿Sabías que la Tierra no está sola en su órbita? Los asteroides troyanos, verdaderos compañeros cósmicos, comparten discretamente nuestra trayectoria alrededor del Sol.

Los puntos de Lagrange \(L_4\) y \(L_5\) del sistema Tierra-Sol son posiciones de equilibrio gravitacional situadas a 60° por delante y por detrás de la Tierra (~150 millones de km) en su órbita. Teóricamente estables para pequeñas perturbaciones, estos puntos forman pozos potenciales donde pueden alojarse pequeños cuerpos celestes: los asteroides troyanos.

Desde el punto de vista de la Tierra y del Sol, estos puntos mantienen los asteroides en su lugar gracias a un equilibrio sutil entre la gravedad y la fuerza centrífuga, haciendo que estos puntos sean estacionarios para un pequeño cuerpo. Estos puntos de equilibrio no son lugares fijos en el espacio absoluto, sino que se mueven en sincronía orbital con la Tierra alrededor del Sol. Ofrecen así un sitio privilegiado para albergar asteroides de manera semiestable durante varios miles de años.

No fue hasta el siglo XXI que se detectaron los primeros troyanos terrestres, debido a importantes limitaciones observacionales: los puntos \(L_4\) y \(L_5\) están cerca del Sol en el cielo terrestre, lo que dificulta su observación con instrumentos terrestres. Hay que escudriñar el cielo al crepúsculo o al amanecer, en condiciones de luminosidad desfavorables. Estas zonas debieron albergar numerosos objetos capturados temporalmente por las perturbaciones planetarias.

¿Por qué se les llama "troyanos"?

El término "troyano" proviene de una convención de nomenclatura introducida a principios del siglo XX, tras el descubrimiento de asteroides que compartían la órbita de Júpiter. En 1906, el asteroide Achilles fue identificado cerca del punto de Lagrange \(L_4\) de Júpiter. Por tradición, los objetos situados en \(L_4\) recibieron nombres de héroes griegos (Aquiles, Ulises...), mientras que los de \(L_5\) recibieron nombres del campo troyano (Héctor, Príamo...).

Desde entonces, el término "troyano" designa por extensión cualquier pequeño cuerpo que gravita alrededor de los puntos de Lagrange \(L_4\) o \(L_5\) de un planeta. Así, se habla de troyanos de Júpiter, de Marte, de Neptuno... y ahora de troyanos de la Tierra.

Esta designación es, por tanto, histórica y dinámica, sin relación directa con la ciudad de Troya, sino derivada de la estructura estable de triángulo equilátero de los puntos de Lagrange, revelada por la mecánica celeste.

Los Troyanos Terrestres: Coinquilinos Invisibles de la Tierra

Los asteroides troyanos son cuerpos celestes atrapados gravitacionalmente alrededor de los puntos de Lagrange \(L_4\) y \(L_5\) de un planeta. En el sistema solar, Júpiter tiene miles de ellos, pero la Tierra solo cuenta con unos pocos confirmados hasta la fecha.

Su dinámica se explica en el marco del problema restringido de tres cuerpos, donde el tercer cuerpo (el asteroide) tiene una masa despreciable. Está atrapado alrededor de los puntos \(L_4\) y \(L_5\) cuando la fuerza centrífuga compensa exactamente la atracción combinada del Sol y la Tierra.

2010 TK7: Primer Troyano Terrestre Identificado

El primer troyano terrestre (2010 TK7) estuvo a punto de pasar desapercibido: ¡fue detectado gracias a análisis retrospectivos de los datos del telescopio espacial WISE! Descubierto en 2010, 2010 TK7 es el primer troyano terrestre identificado. También sigue una órbita alrededor del punto \(L_4\), pero con una inclinación mucho más pronunciada (casi 21°), lo que hace que su dinámica sea más caótica y su estabilidad más breve.

Su trayectoria forma una figura compleja en forma de "judía" en un referencial giratorio, oscilando alrededor de \(L_4\) durante varios milenios. Aunque su tamaño es modesto (~300 m), su descubrimiento abrió el camino a una nueva clase de objetos coorbitales.

Fuentes: NASA WISE (2011), Connors et al., Nature (2011)

2020 XL5: El Compañero Estable de la Tierra

El asteroide 2020 XL5, descubierto por el telescopio Pan-STARRS en 2020, es el más grande y estable de los troyanos terrestres conocidos. Orbita alrededor del punto de Lagrange \(L_4\), 60° por delante de la Tierra, en una órbita inclinada y moderadamente excéntrica.

Las simulaciones dinámicas muestran que su trayectoria es estable durante aproximadamente 4,000 años, después de los cuales podría abandonar la región coorbital. Con un diámetro estimado de 1.2 km, podría representar un objetivo potencial para una misión espacial.

Fuentes: NASA/JPL (2023), C. de la Fuente Marcos et al. (2022)

Fuentes: JPL Horizons (2024), Morais & Morbidelli (2006), Christou & Asher (2011)