Densidad de partículas en el entorno del asteroide (65803) Didymos debido a su rápida rotación

Abstract

El sistema asteroidal cercano a la Tierra (65803) Didymos órbita alrededor del Sol con un semieje mayor de 1.64 ua y es el objetivo de las futuras misiones espaciales DART (NASA) y Hera (ESA). Es un sistema binario compuesto por un asteroide primario, Didymos, de 780 m de diámetro y un satélite, Dimorphos, de 160 m. El primario tiene un periodo de rotación corto (2.26 h) y una baja densidad estimada (2 170 kgm-3), lo que lleva a proponer que es un objeto formado por agregados gravitacionales y cuya forma posee un abultamiento en los polos y en el ecuador (asteroides tipo top — shape). En la región ecuatorial de estos asteroides, la aceleración centrípeta puede ser lo suficientemente grande como para superar la gravedad local y permitir que regolito sea expulsado de la superficie. En este trabajo estudiamos bajo qué condiciones este proceso es posible en Didymos, la dinámica de las partículas expulsadas y computamos la densidad de masa en órbita en el entorno del sistema. El análisis se realiza con un código numérico que integra la ecuación de movimiento de las partículas en un marco de referencia rotante, no inercia!, centrado en el asteroide primario. Se considera un modelo de forma poliédrica para Didymos, compuesto por 1996 caras y 1000 vértices.

The near-Earth binary asteroid (65803) Didymos orbits the Sun with a semi-major axis of 1.64 au and is the target of future DART (NASA) and Hera (ESA) space missions. The system is composed of a primary asteroid, Didymos, 780 m in diameter and a satellite, Dimorphos, 160 m in diameter. The primary has a short rotation period (2.26 h) and a low estimated density (2 170 kgm-3), which leads to propose that it is an object formed by gravitational aggregates and whose shape has a bulge at the poles and at the equator (top-shape asteroids). In the equatorial region of these asteroids, the centripetal acceleration can be large enough to overcome the local gravity and allow regolith to be ejected from the surface. In this work we study under which conditions this process is possible in Didymos, the dynamics of the ejected particles and compute the orbit mass density around the system. The analysis is performed by a numerical code that integrates the equation of motion of the particles in a rotating, non-inertial reference frame centered on the primary asteroid. A polyhedral shape model for Didymos, composed of 1996 faces and 1000 vertices, is considered.