Asteroides blandos

Para los que no lo sepáis, gran parte de mi investigación consiste en estudiar el transporte de sedimentos (arena, generalmente) por una corriente de agua. Para ello lo que hacemos es considerar que, en las escalas en las que estamos interesados, el sedimento se comporta como si fuera un fluido continuo.

El resultado final son unas ecuaciones bastante largas que modelan, por un lado el agua y por otro el sedimento considerado como un fluído, con un par de términos de interacción entre ambos.

Como imaginaréis, el sedimento no se comporta exatamente como un fluído. Entre otras cosas, las colisiones entre moléculas son elásticas, mientras que las colisiones entre granos de arena no lo son. Existen también fricciones entre granos y otros detalles más. Eso implica que tanto la presión como las fuerzas viscosas requieren un tratamiento distinto. En resumen, lo que se hace es modelar los granos de arena como esferas (lo típico), introducir un par de coeficientes de pérdida de energía (fricción, inelasticidad) y usar la teoría cinética de gases densos.

Esta es, para mí, la parte divertida. La parte aburrida es que mi futuro, una vez que mi programa esté funcionando, consistirá en estudiar cómo se va erosionando léntamente el terreno cercano a un pilar sujeto a oleaje. ¡Apasionante!

Pero aún hay esperanzas. Estoy yendo a una clase sobre fluídos granulares. En ella se estudian todo tipo de flujos de este tipo: avalanchas de rocas secas, avalanchas de rocas no tan secas, avalanchas de rocas cayendo al agua, avalanchas de rocas en el agua y... avalanchas de rocas en el espacio.

O dicho de otra forma: "asteroides".

Y no, no es esto:

Vamos a aparcar en uno de esos grandes

Con lo de avalanchas me refiero a que el asteroide en sí puede considerarse una avalancha de rocas. Al parecer la estructura de los asteroides se desconoce. Es decir, se sabe de qué están hechos pero no se sabe si son una única masa sólida o están formados por agregados de rocas sujetas por gravedad. Se sospecha que es lo segundo.

Una de las razones para sospecharlo es que muchos asteroides y cometas se parten con demasiada facilidad cuando están sujetos a fuerzas de marea débiles. Eso le pasó, por ejemplo, al Shoemaker Levi 9 cuando impactó en Júpiter.

Las ciudades más importantes de Júpiter reciben impactos

Otra razón es que algunos asteroides tienen cráteres tan grandes (en relación a su tamaño) que de haber sido sólidos se habrían partido; mientras que si fueran agregados de partículas, la fricción entre ellas habría reducido los daños.

Un poco más, y el de en medio tiene un crater mayor que sí mismo.

Pero la razón fundamental es que no existen asteroides grandes que giren a la velocidad que haría que las partículas de su superficie saliesen disparadas. Hay muchos asteroides con velocidades de rotación altas, justo hasta el límite en el que se partirían si no fuesen sólidos; pero no se conoce ninguno que gire más deprisa.

Sorprendentemente, esto que acabo de explicar es el estado del arte en la materia. Incluso aunque se hayan mandado satélites al encuentro de asteroides y alguno se haya hecho chocar a propósito contra uno, aún no se conoce bien su estructura. De hecho, este artículo (escrito, entre otros, por el profesor que me da la asignatura) es del 2007 y da una idea de lo que se sabe sobre el tema.

¿De qué va? pues esencialmente modela los asteroides como elipsoides, constituidos por granos sólidos (esferas idénticas) sujetos a las mismas ecuaciones que mis granos de arena. Con ese modelo, estudia lo que le ocurre a un asteroide cuando pasa cerca de un planeta, es decir: en qué momento se rompe debido a las fuerzas de marea.

La idea es que si el modelo coincide más o menos con los casos conocidos de asteroides que se rompen cuando se acercan a planetas, eso daría otro argumento a favor de los asteroides "blandos".

En todo caso, el tema me parece interesante, así que a parte de sentarme a ver como se va creando un hoyito al lado de un pilar, intentaré meterme un poco en el asunto este de los asteroides, a ver qué pasa.