La guerra de Troya

Muy lejos del mar Egeo, a millones de kilómetros de las costas de Asia Menor, siguen persiguiéndose sin pausa héroes griegos y troyanos. Ya se sabe: Aquiles, Agamemnón, Menelao, Patroclo, Odiseo, Ájax, Néstor y tantos otros entre los aqueos, mientras que se cuentan Héctor, Príamo, Eneas, Troilo, Paris, Laocoonte y sus amigos entre los ilíacos.

¿Y esto qué tiene que ver con la astronomía? ¿Me equivoqué de blog? No. Se trata de los asteroides troyanos. Forman dos enjambres que orbitan el Sol en unas órbitas peculiares, parecidas a la de Júpiter pero un poco por delante o por detrás del planeta gigante.

Cuando un planeta gira alrededor del Sol existen ciertos lugares en el espacio donde —por decirlo así— se compensan las atracciones gravitatorias de ambos cuerpos y, un tercero ubicado allí, orbita el Sol a la misma velocidad que el planeta, manteniendo su posición con respecto a éste. Se llaman puntos de Lagrange (fueron descubiertos por el gran Joseph Louis Lagrange en el siglo XVIII). Hay tres de estos puntos (L₁, L₂, L₃) que son "inestables"; es decir, el tercer cuerpo se quedaría un tiempo cerca pero a la larga cambiaría de órbita. Pero los otros dos (L₄ y L₅) son estables, y uno puede quedarse allí flotando tranquilamente por toda la eternidad. Como se ve en la figura, los puntos L₄ y L₅ forman los vértices de dos triángulos equiláteros que tienen al Sol y al planeta en los otros vértices. Así que las órbitas de los puntos L₄ y L₅ están a 60° por delante y por detrás del planeta.

En los puntos de Lagrange L₄ y L₅ de Júpiter residen estos asteroides. No están exactamente en  L₄ y L₅, por una variedad de razones, sino que forman unas bonitas "cáscaras", que se ven en esta peliculita que hice con Celestia. Se conocen miles, y se estima que son cientos de miles. Por tradición llevan nombres de héroes de la Guerra de Troya: los griegos en L₄ y los troyanos corriéndolos atrás, en L₅. El nombre "asteroides troyanos", o simplemente troyanos, se aplica a ambos grupos sin mayor rigor, para horror de los clasicistas. Un astrónomo, por ejemplo, puede decir sin empacho que el primer troyano fue Aquiles (!).

Pero ¡ay! las cosas no son siempre tan sencillas en la nomenclatura de los asteroides. ¡Hay espías! Nada menos que Patroclo está infiltrado entre los troyanos. ¡Y Héctor está en el campo griego! En cuanto Aquiles se dé cuenta, lo mata y lo arrastra alrededor de las murallas.

¿Y las chicas? La guerra, para los griegos, era cosa de hombres. Así que las mujeres miran de lejos. Helena desde Saturno (su abuelo), mientras que otras, como Hécuba y Cassandra, son asteroides del cinturón principal.

Por supuesto, la mecánica celeste no impide que otros planetas también tengan "troyanos". Y como en la naturaleza todo lo que no está prohibido es obligatorio, era sólo cuestión de tiempo hasta que se los descubriera. Finalmente en 1990 el gran David Levy descubrió el primer troyano de Marte, bautizado apropiadamente Eureka. Hoy se conocen troyanos de Neptuno, de Marte y, desde la semana pasada, de la Tierra. Sí señor, el asteroide con designación provisional 2010 TK7, descubierto el año pasado, ha sido confirmado por el observatorio espacial WISE como el primer troyano de la Tierra, orbitando en L₄ delante nuestro (en una órbita muy inclinada, marcada en color rojo en la peliculita de arriba). Los nombres de los troyanos de otros planetas no guardan ninguna relación con la Ilíada. En particular, en algún momento habrá que darle un nombre a 2010 TK7. Yo propongo usar nombres de hijos de Gaia ("Gea"), la diosa griega identificada con la Tierra. Podrían ser titanes o gigantes, aunque muchos de sus nombres ya están usados... Caribdis estaría bueno...

Y no sólo hay asteroides troyanos. También hay lunas troyanas. Saturno, con su superpoblado vecindario, tiene dos pares. Acompañando a Tetis van Telesto y Calypso, y en los puntos de Lagrange de Dione se acomodan la ya mencionada Helena y Polydeuces. Helena está en el punto L₄. No sé si esto la hace troyana o griega, pero bueno, ese fue el problema. Helena es hermosa, como se ve en esta foto. En un artículo aparecido esta semana en Nature se propone que cuando se formó nuestra Luna, una "lunita" puede haber persistido durante algún tiempo en uno de los puntos de Lagrange, para colisionar finalmente (¡y lentamente! ¡qué espectáculo!) con la parte mayor, explicando así el muy distinto aspecto de los dos hemisferios lunares.

Los puntos de Lagrange L₁ y L₂ de la Tierra, si bien inestables, son muy útiles para la astronomía espacial ya que son convenientes lugares de estacionamiento de observatorios. L₁, que está a unos 1,5 millones de kilómetros hacia el Sol, nunca recibe sombra de la Tierra ni de la Luna, así que es adecuado para observatorios solares. Allí están el Observatorio Solar y Heliosférico (SOHO), y el Advanced Composition Explorer y el WIND (que miden el viento solar).

Estacionados en L₂ y mirando hacia el otro lado está el magnífico WMAP (ya decomisado) y los observatorios Herschel y Planck. En el futuro se ubicarán allí Gaia y el sucesor del Hubble, el telescopio espacial James Webb (si no lo cancelan por la crisis).

El punto L₃ de la Tierra es muy inestable (más aún que L₁ y L₂, por acción de Venus) pero tiene un sugestivo halo de misterio al encontrarse del otro lado del Sol. Por eso es un lugar favorito de la ciencia ficción berreta y las teorías conspirativas, un lugar adecuado para esconder una anti-Tierra, o una nave espacial alienígena que nos espía...

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Notas varias. Para graficar en Celestia asteroides troyanos y otras familias recomiendo mi script mpcorb2ssc, que lee el catálogo estándar de asteroides y genera los catálogos para Celestia. La foto de Helene es de Cassini (NASA/JPL/CICLOPS). Los puntos de Lagrange son puntos solamente si la órbita es circular. Como las verdaderas órbitas planetarias son elípticas, los "puntos" se estiran un poco. La explicación de por qué existen estos puntos se las debo; algunos son más fáciles de explicar que otros. Es fundamental recordar que el planeta y la estrella están girando ambos alrededor del baricentro del sistema. Ciertamente, no habría más que un punto de equilibrio (cercano a L₁) si el sistema estuviese quieto, y por supuesto sería inestable. La ley democrática de la naturaleza (todo lo que no está prohibido es obligatorio) se la escuché enunciar a Leon Lederman, descubridor del neutrino, hace muchos años en una conferencia en el Balseiro.