Cinturón de Asteroides
El cinturón de asteroides es la región entre las órbitas de Marte y Júpiter, de unas 2.2 a 3.2 UA del Sol, donde orbita la mayoría de los asteroides.
Definition
El cinturón de asteroides es un amplio anillo de objetos rocosos que circula el Sol entre Marte y Júpiter, separando los cuatro planetas rocosos interiores de los cuatro gigantes exteriores y albergando millones de asteroides de todos los tamaños. El cinturón principal ocupa la región de aproximadamente $2.2$ a $3.2$ UA del Sol, entre las órbitas de Marte y Júpiter. Contiene más de un millón de asteroides conocidos, pero su masa total es solo cerca del $3\%$ de la de la Luna, con Ceres solo conteniendo cerca de un tercio de ella. Es una población de planetesimales remanentes cuyo crecimiento hacia un planeta fue detenido por la agitación gravitacional de Júpiter, que elevó las velocidades de colisión por encima del umbral de acreción. Su estructura está esculpida por resonancias de movimiento medio con Júpiter que abren los huecos de Kirkwood en semiejes mayores como $2.5$ UA (la resonancia $3{:}1$) y $2.82$ UA (la resonancia $5{:}2$); los cuerpos que se desvían hacia estos huecos tienen sus excentricidades aumentadas y son entregados al sistema solar interior como asteroides cercanos a la Tierra y meteoritos.
Example
Ceres, el objeto más grande del cinturón, es un planeta enano, y la sonda Dawn de la NASA visitó tanto a Ceres como al gran asteroide Vesta. Una nave viajando de Marte a $1.5$ UA hasta Júpiter a $5.2$ UA cruza todo el cinturón, y toda sonda a los planetas exteriores desde Pioneer 10 en adelante lo ha hecho con seguridad. Por la tercera ley de Kepler, un asteroide a $2.5$ UA tiene un período de $2.5^{1.5} \approx 3.95$ años, exactamente un tercio de los $11.86$ años de Júpiter, así que los tirones repetidos en la misma fase orbital despejan esa zona en unos pocos millones de años.
Key Insight
Incluso con millones de rocas, el cinturón de asteroides es mayormente vacío; parado en un asteroide probablemente no podrías ver ningún otro a simple vista. El cinturón no es un planeta destrozado: nunca hubo suficiente material allí para hacer uno, y la gravedad de Júpiter agitó lo que había de modo que las piezas chocaron y se rompieron en lugar de unirse. Su composición cambia con la distancia, desde asteroides metálicos y pétreos en el cinturón interior hasta asteroides oscuros ricos en carbono y agua en el cinturón exterior, preservando el gradiente de temperatura de la nebulosa solar original.