La figura precedente muestra la distribución de los
semiejes mayores de la mayor parte de los asteroides catalogados. Llama la atención una
serie de zonas vacías, así como otras muy sobrecargadas. Veámoslas:
1) En el cinturón principal y situados en los puntos
de resonancia con Júpiter, están los vacíos o lagunas de Kirkwood,
regiones del cinturón principal donde prácticamente no existen asteroides. La acción de
Júpiter controla las órbitas de dichas zonas, donde los asteroides se distribuyen
alrededor de las resonancias. Se han propuesto numerosos mecanismos para la producción de
los vacíos: colisional, estadístico, gravitatorio y cosmogónico. El primero aboga por
un vaciado debido a colisiones. El segundo hace suposiciones acerca del tiempo que un
asteroide permanece fuera de los vacíos a causa de las oscilaciones mencionadas. Las dos
han sido prácticamente abandonadas en favor del gravitatorio y, en menor medida, del
cosmogónico.
El gravitatorio ha sido objeto de estudio por parte
de, entre otros, Froeschli y Scholl (1981) mediante la teoría de números
característicos de Lyapunov y el modelo de Schubart (1978) para promediar las
perturbaciones, basado en una idea de Pincaré. Wisdom (1982) estudió la resonancia 3:1
llegando a la conclusión de que un asteroide podía pasar repentinamente de una
excentricidad baja a otra alta, penetrando en la órbita de Marte y siendo perturbado por
él. Esto también puede ser un mecanismo de envío de meteoritos a zonas más interiores
del sistema solar. Este resultado proporciona posibles explicaciones para los vacíos,
pero no los explica del todo.
Para estudiar la hipótesis cosmogónica, se han
llevado a cabo simulaciones de las condiciones en que se formó el sistema solar, como
investigaciones del movimiento de pequeños granos de polvo bajo la influencia del Sol y
Júpiter. Asimismo, Torbett y Smoluchowski (1982) y Lemaitre (1984) modelaron una posible
variación pretérita de la masa de Júpiter (o lo que es lo mismo, una disminución de su
movimiento medio), y obtuvieron que eso pudo haber originado algunas resonancias.
2) Desde 3,9 UA (3:2) hasta 5,2 UA (Júpiter) hay una
zona muy inestable: un astro situado allí será expulsado por Júpiter en menos de 10.000
años, según muestran todas las investigaciones.
3) Entre 3,3 UA (2:1) y 3,9 UA (3:2) hay un vacío
causado por la acción de Júpiter que, según los experimentos numéricos realizados por
Milani y Nobili (1984), puede causar ese vaciado en tan sólo unos cientos de miles de
años. Sólo sobreviven los asteroides "protegidos" por alguna resonancia.
4) Los asteroides interiores al cinturón principal
han sido, muy probablemente, desplazados por los planetas situados en dicha zona.
5) Se observan zonas hiperpobladas y el motivo de
ello aún no está claro del todo, estando relacionado con los cuerpos procedentes de los
vacíos mencionados anteriormente.
6) Hay unas zonas vacías debido a las resonancias seculares. Estas resonancias ocurren cuando la
velocidad de precesión del perihelio (o el nodo) de un asteroide es igual a uno de los
valores propios del sistema de ecuaciones diferenciales que rigen las precesiones
orbitales de los planetas. Estos valores propios suelen ser llamados frecuentemente frecuencias principales.
Las resonancias seculares, que tienen el interés
suplementario de ser origen de meteoritos, fueron estudiadas ya por Tisserand y Charlier a
fines del siglo 19 y principios del 20. Hagihara investigó una de las resonancias
seculares más importantes usando un modelo relativamente simplificado. Williams y
Faulkner (1981) utilizaron la teoría de variaciones seculares del propio Williams para
hallar las principales resonancias seculares del cinturón de asteroides. Froeschli y
Scholl (1986) estudiaron la resonancia N6 (2,05 UA) mediante integraciones numéricas por
un millón de años. Sus resultados son que se pueden producir grandes variaciones de la
excentricidad a causa de las cuales el asteroide llega a cruzar la órbita terrestre. En
cuanto a las llamadas N16 y N5, Scholl y Froeschli (1986) verificaron que N5 es una buena
uente de meteoritos, mientras que N16 sería la causante de las grandes inclinaciones que
tienen los objetos Apollo. Posteriormente Froeschli y Scholl (1987) examinaron los cuerpos
situados en las cercanías de N6, sugiriendo que existe una zona separatriz entre
Libradores y Circuladores y que sólo las zonas de libración con grandes amplitudes
pueden ser fuentes de meteoritos.
