Evolución dinámica de material eyectado por el primario del sistema: (65803) Didymos debido a su rápida rotación

• Autores: Nair E. Trógolo
• Directores de la Tesis: Adriano Campo Bagatín (dir. tes.), Alejandro Leiva López (dir. tes.), Cristián Beaugé (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat d'Alacant / Universidad de Alicante ( España ) en 2025
• Idioma: español
• Número de páginas: 177
• Tribunal Calificador de la Tesis: Federico Andrés Zoppetti (presid.), Manuel Pérez Molina (secret.), Romina Paula Di Sisto (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Física Aplicada a las Ciencias y las Tecnologías por la Universidad de Alicante
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: RUA
• Resumen

  • El sistema binario (65803) Didymos está compuesto por un asteroide principal de ∼712 m de diámetro y un satélite secundario, Dimorphos, de ∼150 m. Se clasifica como un sistema cercano a la Tierra, ya que orbitan al Sol con un semieje mayor de 1.64 ua. Este sistema adquirió especial relevancia tras la misión DART (Double Asteroid Redirection Test) de la NASA, que en septiembre de 2022 impactó intencionalmente contra Dimorphos para evaluar la eficacia del impacto cinético como estrategia de defensa planetaria. A su vez, será objeto de estudio por la misión Hera de la ESA (European Space Agency), programada para llegar a finales de 2026 con el fin de caracterizar in situ las consecuencias de dicho impacto. Didymos presenta un corto periodo de rotación de 2.26 h, cercano a su límite de estabilidad estructural. Las imágenes obtenidas por DART sugieren que posee una forma elipsoidal con un notable abultamiento ecuatorial, compatible con un cuerpo formado por reacumulación gravitacional de fragmentos rocosos tras una colisión catastrófica, es decir, un agregado gravitacional. El objetivo de esta tesis es analizar si las propiedades físicas del primario —rotación rápida, con abultamiento ecuatorial y superficie cubierta de regolito— favorecen el desprendimiento de material superficial en regiones cercanas al ecuador, donde la aceleración centrífuga puede superar a la gravedad local, y estudiar la evolución dinámica del material que alcance órbita alrededor del sistema. Para abordar este problema, se desarrolló un código numérico capaz de calcular con alta precisión la gravedad efectiva sobre la superficie de asteroides irregulares a partir de modelos poliédricos, incorporando las perturbaciones del satélite secundario, del Sol y de la presión de radiación solar. Se realizaron simulaciones para un amplio rango de parámetros físicos y posiciones orbitales heliocéntricas del sistema, identificando las condiciones favorables al despegue de regolito y analizando el destino del material liberado. Los resultados muestran que Didymos se encuentra en un régimen dinámico complejo, donde la rápida rotación, su morfología irregular y las perturbaciones externas favorecen tanto la redistribución del material superficial como la transferencia de masa hacia Dimorphos. Se observa una posible correspondencia entre las características geológicas visibles en Didymos y los resultados de las simulaciones. Además, si el desprendimiento de regolito estuviera actualmente activo, se formaría un disco de partículas en torno al binario, con una componente en forma de cola cometaria dirigida en sentido opuesto al Sol. El tiempo de permanencia en órbita de estas partículas depende fuertemente del tamaño: las más pequeñas (∼5 μm) están dominadas por la presión de radiación solar y tienen tiempos de vida del orden de ∼3 h. Las observaciones que realizará Hera en 2026–2027 ofrecerán una oportunidad directa para contrastar estas predicciones mediante mediciones del entorno de polvo y el estado geológico de ambos cuerpos. Las observaciones de Hera, en conjunto con los resultados obtenidos en esta tesis, podrían ofrecer un marco para comprender la evolución de sistemas binarios de asteroides cercanos a la Tierra que se encuentran en estados límite de estabilidad y abrir nuevas perspectivas sobre los procesos que gobiernan la dinámica y la evolución geológica de los agregados gravitacionales. Los resultados obtenidos han dado lugar a las siguientes publicaciones científicas: 1. Lifted particles from the fast spinning primary of the Near-Earth Asteroid (65803) Didymos. Trógolo, Nair, Adriano Campo Bagatin, Fernando Moreno y Paula G. Benavidez. Icarus, Vol. 397, pág. 115521, junio de 2023. doi: 10.1016/j.icarus.2023.115521. 2. Evolution of ejecta in the (65803) Didymos system driven by the fast-spin primary. Stability conditions, mass transfer, and orbiting disk. Trógolo, Nair, Adriano Campo Bagatin, Laura M. Parro, Alejandro Martín Leiva, Fernando Moreno, Carlos Millas y Paula G. Benavidez. Astronomy & Astrophysics, Vol. 700, agosto de 2025. doi: 10.1051/0004-6361/202555138.