Mini-Guía: Ocultaciones de estrellas por asteroides

A. Porcel
M. Sánchez

En ocasiones, dos objetos celestes se alinean respecto de un observador localizado en punto concreto de la superficie terrestre, y dependiendo de los tamaños aparentes de esos objetos podemos tener un eclipse, un tránsito o una ocultación.

Un eclipse se produce cuando los astros implicados tienen un tamaño aparente similar, es decir, aunque están a diferentes distancias de observador, su tamaño angular es coincidente, con lo que se podrá observar una desaparición total o parcial del cuerpo más alejado de nosotros. Ejemplos de esto son los eclipses de Sol (totales, parciales o anulares), los eclipses de Luna (totales y parciales) y los eclipses  de sistemas estelares binarios.

Un tránsito es la interposición de un objeto de tamaño aparente inferior a otro  que se encuentra más lejano. Un ejemplo son los tránsitos de Venus y Mercurio por el disco solar, los tránsitos de los satélites de Júpiter frente a este, los tránsitos de los exoplanetas por delante de sus estrellas, etc.

Y por último, una ocultación es la interposición de un objeto de tamaño aparente superior a otro  que se encuentra más lejano, situación en la que el observador dejara de ver transitoriamente a este último. Es el caso de la ocultación de un satélite por un planeta, de un planeta por la Luna, de una estrella por la Luna, de una estrella por un planeta o por un asteroide, entre otros.

Ocultaciones de estrellas por asteroides

La ocultación de estrellas por asteroides nos da información para mejorar los valores orbitales del asteroide observado, así como sobre su tamaño y forma, y en casos excepcionales descubrir posibles satélites o anillos.

Los asteroides presentan tamaños aparentes que oscilan entre las décimas y centésimas  de arcosegundos, y las estrellas diámetros aparentes que van de las milésimas a las diezmilésimas de arcosegundos, por lo que cuando un asteroide se interpone entre nosotros y una estrella se produce una ocultación, que en la mayoría de los casos, provoca que el brillo de esta disminuya  hasta alcanzar la del asteroide. El método de observación de ocultaciones de estrellas por asteroides consiste, por tanto, en medir la variación de brillo de la estrella en el tiempo. La duración de la caída de brillo depende del tamaño del asteroide, de la distancia que nos separa de él, y de su velocidad orbital, y por lo general son sucesos muy breves, un asteroide de pocas decenas de kilómetros provocará como mucho 10 segundos de ocultación, y estos serán la mayoría de los casos que observemos.

Respecto de las observaciones podemos diferenciar tres niveles en función de la cantidad de información que podemos obtener. En primer lugar la forma más simple consiste en comprobar si la ocultación ha sido efectiva desde el lugar del observador, considerándose así como un “positivo”, o en su caso “un negativo”, si la ocultación no se ha producido en esa localización. Un segundo nivel implica obtener además la duración de la ocultación con la mayor precisión posible (error <0.5 segundos). Y el tercer nivel seria obtener también la hora exacta del comienzo y fin de la ocultación (error <0.5 segundos), con lo que podremos integrar los datos obtenidos con más observadores ubicados en otros lugares.

Las efemérides de ocultaciones de estrellas por asteroides nos dan información sobre el recorrido de su sombra por la superficie terrestre, la hora en que se producirá, y otros datos como estimaciones de duración. Sin embargo, la fiabilidad de esta información depende principalmente del conocimiento previo de la órbita del asteroide y una correcta astrometría de la estrella, que en muchos casos no es muy exacto. El resultado se traduce en una incertidumbre que puede desviar la cuerda en centenares de kilómetros del recorrido previsto, y en falta de precisión de la acotación temporal, por ello es muy recomendable consultar efemérides actualizadas poco antes de realizar la observación. Las nuevas observaciones ayudarán a refinar los elementos orbitales, ya que el momento de la ocultación nos determinará de forma univoca su posición, y no solo eso, en conjunción con otros observadores localizados estratégicamente podremos estimar el tamaño y la forma del asteroide.

Geometría de una ocultación de una estrella por un asteroide

La caída de luz de una estrella ocultada por un asteroide se produce de forma brusca, no hay un descenso, ni una recuperación gradual del brillo. Esto es así porque no tenemos ninguna atmosfera implicada, los asteroides carecen de ella.

Que datos podemos extraer

Como hemos visto, es diversa la información que podemos obtener de la ocultación de una estrella por un asteroide, veamos.

  1. Calidad de las efemérides disponibles.
  2. Tamaño y forma del asteroide.
  3. Detección de satélites en el asteroide.
  4. Detección de anillos en el asteroide.
  5. Presencia o ausencia de atmósfera.
  6. Detección de estrellas dobles muy cerradas.
  7. Refinamiento de la posición y tamaño de la estrella ocultada.

Ya hemos mencionado los aspectos implicados respecto de la mejora del cálculo la órbita de los asteroides. Tengamos en cuenta que estos cuerpos al ser muy pequeños, son fácilmente susceptibles de alteraciones orbitales por la influencia gravitacional de otros, principalmente planetas y lunas, por lo que sus orbitas pueden variar con el tiempo.

Respecto al tamaño y forma del asteroide, de nuevo hacer hincapié en la importancia de realizar este tipo de observaciones de forma coordinada con otras de estaciones. Cuantas más observaciones individuales y esparcidas a todo lo largo de la cuerda prevista, más fino será el cálculo. Importan tanto los positivos como los negativos.

Curva de luz de la ocultación de asteroide (140) Siwa. Se claramente que tanto la caída de luz cono la recuperación de esta se produce de forma abrupta. (Gráfico Miguel Sánchez)
Modelización de la forma y tamaño de un asteroide a partir de la información combinada de diferentes estaciones de observación

La posibilidad de que un astroide posea un satélite, aunque no es grande, tampoco es nula. De haber un satélite, la curva de luz de la ocultación seria claramente diferente de otra que no tuviera implicado ninguno. Esto mismo es aplicable a la presencia de anillos de polvo alrededor del asteroide.

La presencia de una atmosfera alrededor de un asteroide sería algo muy inusual, pues por definición estos cuerpos carecen de ella. De darse el caso, la curva de luz no mostraría una variación abrupta e instantánea como es la norma, siendo esto aplicable tanto a la bajada de brillo como a la subida al final de la ocultación.

En el caso de la información que podemos extraer de la estrella ocultada, cabe la posibilidad de que esta sea una doble muy cerrada, es decir, de elementos angularmente muy próximos, y que por lo tanto no haya sido catalogada como tal. Esto también se pude evidenciar en la forma de la curva de luz. Además el análisis detallado de los datos obtenidos durante la ocultación puede redundar en la mejora de la astrometría de la estrella.

Algunos conceptos

  • Sobre la magnitud. Instantes antes de la ocultación la magnitud de la estrella y el asteroide se solapan mostrando un brillo ligeramente superior que el del objeto más brillante, pero rápidamente el brillo decaerá al del asteroide.
  • Ancho de la sombra. La franja geográfica desde la que podemos estimar la ocultación como “positivo”, es muy estrecha, del orden del diámetro del asteroide.
Mapa de la trayectoria de la sombra de la ocultación de una estrella por el asteroide Apophis
  • Límite de magnitud instrumental. Es probable que nuestro equipo no alcance a ver el asteroide si este es de débil magnitud, en ese caso durante la ocultación simplemente la estrella desaparecerá y volverá a reaparecer tras esta. Esto no afecta a la toma de datos.
  • Duración de la observación. Cuando hablamos de tiempo de ocultación este se refiere al máximo tiempo esperado cuando la observación es realizada en el centro de la sombra, que es desde donde se puede observar el asteroide pasando por delante de la estrella por su parte más ancha. Cualquier alejamiento hacia los extremos de la sombra reduce el tiempo de ocultación esperado.
  • Altitud de la estrella. Durante la planificación de observaciones, es deseable escoger las ocultaciones de estrellas situadas por encima de 30° sobre el horizonte.
  • Distancia a la Luna. Siempre que sea posible debemos de optar por ocultaciones que estén al menos a 60° de nuestro satélite, así como evitar la Luna llena. La presencia de la Luna no imposibilita la realización de la ocultación, pero su luminosidad puede hacer que la toma de datos se vea dificultada.

Referencias

Un comentario en “Mini-Guía: Ocultaciones de estrellas por asteroides

  1. Pingback: (350) Ornamenta (ocultación) | Mundos Distantes

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