Hay pocos conceptos cosmológicos que se hayan apoderado del público, y de Hollywood, con más fuerza que la idea de un asteroide entrante. Enormes trozos de roca se dirigieron a la Tierra con el potencial de destruir el planeta, es un pensamiento aterrador.
Afortunadamente, estamos mejorando que nunca en la detección de objetos cercanos a la Tierra que podrían representar un peligro, y los astrónomos han podido predecir pequeños impactos antes de que ocurran.
Pero ver algo en el cielo es una cosa. Averiguar qué es ese algo, y si es un peligro potencial, es un desafío completamente diferente. Queríamos saber qué se necesita para determinar si un asteroide es peligroso o no, así que hablamos con algunos de los investigadores que trabajan en la primera línea de defensa planetaria para averiguarlo.
Un problema matemático
Una vez que se ha detectado un asteroide, necesitamos saber su trayectoria: si se acercará a la órbita de la Tierra y si se cruzará con esa órbita en el momento en que pase la Tierra. La tarea de determinar una trayectoria recae en el Centro de Estudios de Objetos Cercanos a la Tierra de la NASA, o CNEOS. Al frente del centro está Paul Chodas, quien dirige un grupo de matemáticos que toman observaciones desde telescopios y calculan las trayectorias de los objetos.
«Todo es un problema matemático», dijo Chodas a Digital Trends, pero no es simple. Puedes rastrear el movimiento de un objeto con múltiples observaciones de él, pero eso no te dice qué tan lejos está.
«Es complejo, porque necesitas tener modelos precisos del sistema solar: la posición de la Tierra, la posición del sol especialmente, la luna», dijo Chodas. Para predicciones a largo plazo, necesitas saber dónde están todos los planetas porque todos tienen un efecto en el movimiento de los asteroides».
Es por eso que más datos siempre son útiles, ya sea teniendo múltiples observaciones de un objeto en la misma noche o teniendo múltiples observaciones de diferentes observadores.
Afortunadamente, las leyes inmutables de la física ayudan con eso. «Ejecutamos las coordenadas a través de nuestro software, y gradualmente las leyes físicas de la gravedad comienzan a restringir esa trayectoria», explicó Chodas.
El número de objetos se está disparando.
Siempre habrá un grado de incertidumbre sobre las trayectorias, pero esa incertidumbre se reduce con más datos. Cuantas más observaciones tenga CNEOS, más exactamente podrá predecir la trayectoria de un objeto. Cuanto menor sea la incertidumbre, más lejos en el futuro se puede calcular una trayectoria.
El grupo requiere al menos cuatro observaciones durante al menos una hora. Si bien es técnicamente posible calcular una trayectoria con solo tres observaciones, generalmente el centro obtendrá alrededor de 12 observaciones de un nuevo objeto antes de que sea anunciado por el Centro de Planetas Menores de la Unión Astronómica Internacional y se le dé un nombre. Eso lo convierte en un organismo oficial menor.
No son solo asteroides
Cuando piensas en objetos que podrían impactar el planeta, es probable que tu mente vaya primero a los asteroides. Estos trozos de rocas son, con mucho, los objetos cercanos a la Tierra más comunes, pero no son los únicos.
Otros objetos potencialmente peligrosos incluyen cometas, que están hechos de hielo y roca, y que también podrían causar daños generalizados si impactan el planeta.
Mientras que la mayoría de los asteroides provienen del cinturón principal de asteroides entre Marte y Júpiter, la mayoría de los cometas provienen del Cinturón de Kuiper o de la nube de Oort mucho más allá de la órbita de Neptuno. Por lo tanto, los cometas a menudo se acercan a la Tierra en diferentes ángulos que los asteroides, aunque los principios para calcular sus trayectorias son los mismos.
El problema, explicó Chodas, es que los cometas pasan por un proceso llamado desgasificación a medida que se acercan al sol. A medida que se calientan, parte de su hielo se sublima en gases, creando las colas distintivas de los cometas. Y estos gases pueden afectar las trayectorias de los cometas, haciendo que esas trayectorias sean más inciertas. Los investigadores llaman a esto aceleración no gravitacional, ya que los chorros de los cometas afectarán su movimiento.
«Los cometas son más difíciles de predecir, especialmente un cometa recién descubierto donde no se tienen datos históricos sobre cómo se comportan los efectos no gravitacionales en pasajes anteriores cerca del sol», dijo Chodas.
Menos del 1% de los objetos cercanos a la Tierra son cometas, por lo que los asteroides son mucho más comunes. Pero los cometas son complicados, y no podemos pasarlos por alto cuando se trata de defensa planetaria.
Automatización del proceso
Uno de los desafíos de este trabajo es que hay muchos, en realidad, muchos, objetos pequeños en el sistema solar, por lo que tratar de calcular manualmente las trayectorias de cada uno sería insostenible.
«El número de objetos se está disparando», dijo Chodas, «por lo que mucho de esto está automatizado».
De hecho, la principal base de datos de pequeños cuerpos del sistema solar ahora contiene más de 1,3 millones de objetos. Históricamente, las trayectorias se calculaban manualmente, pero CNEOS ahora usa computadoras para automatizar el proceso.
El tiempo es tu mejor amigo cuando se trata de defensa planetaria.
Hay dos herramientas que utiliza el centro. El sistema Scout puede comprobar posibles impactadores en pocos minutos, y se utiliza para objetos recién detectados y no confirmados. Otra herramienta, Sentry, ejecuta predicciones sobre decenas de miles de objetos mientras busca la posibilidad de impactadores en los próximos cien años. Estas predicciones del futuro lejano tienen mayores incertidumbres, pero la idea es señalar cualquier objeto que pueda acercarse potencialmente a la órbita de la Tierra.
Si un objeto es una amenaza potencial para la Tierra, se marca y se envía a la Oficina de Coordinación de Defensa Planetaria de la NASA, que coordina los esfuerzos globales de defensa planetaria.
Caracterización de un objeto
Así que ahora sabemos dónde está un asteroide y si se acercará a la Tierra en los próximos 100 años. Pero para saber si es realmente peligroso y cuánta amenaza representa, necesitamos saber más sobre el objeto en sí: ¿De qué está hecho? ¿Qué tan denso es? ¿Cuál es su forma y qué tan rápido está girando?
Averiguar eso es el trabajo de investigadores como Vishnu Reddy, quien dirige un grupo de investigación de conciencia situacional espacial en la Universidad de Arizona. El grupo utiliza telescopios terrestres para observar objetos como asteroides y determinar sus características.
Hay una variedad de técnicas que los investigadores pueden utilizar para obtener información sobre un asteroide. La espectroscopia puede decirle de qué está hecho un objeto y su densidad de grano, mientras que el radar puede revelar su diámetro y forma. Las observaciones infrarrojas térmicas pueden mostrar las propiedades de un objeto, como la cantidad de luz que refleja, lo que también ayuda a informar sobre su composición.
Mediante el uso de múltiples técnicas de superposición diferentes, los investigadores pueden calcular una cantidad sorprendente sobre un asteroide, incluso si es pequeño y está lejos.
Esto es importante porque las características particulares de un asteroide pueden afectar significativamente cuán potencialmente peligroso es. Por ejemplo, las estructuras interiores de los asteroides vienen en dos tipos principales: pilas de escombros, que son colecciones de pequeñas piezas que se mantienen juntas de manera suelta, y monolitos, que son trozos sólidos de material. Esos dos tipos reaccionarán de manera muy diferente a los impactos.
«Creemos que la mayoría de los objetos cercanos a la Tierra más pequeños son pilas de escombros, lo que significa que son bloques sueltos de material. No se mantienen unidos mecánicamente como un monolito sólido», explicó Reddy a Digital Trends. «Es probable que un objeto sólido llegue al suelo. Un objeto más débil probablemente tendrá una explosión de aire y se destruirá a sí mismo más arriba en la atmósfera».
Si los científicos pueden detectar un objeto potencialmente peligroso con suficiente antelación, tendrán tiempo para caracterizarlo y predecir su curso. «El tiempo es tu mejor amigo cuando se trata de defensa planetaria», dijo Reddy. «Quieres descubrir todos estos objetos con años o décadas de anticipación para poder predecir si impactarán en la Tierra».
¿Estamos preparados?
La buena noticia es que hemos identificado casi todos los asteroides muy grandes que podrían acercarse a la Tierra, y ninguno representa ningún peligro actual. No vamos a experimentar otro evento al estilo de los asesinos de dinosaurios en el corto plazo.
Cuando se trata de la amenaza de que un enorme asteroide nos golpee, «es un evento de muy baja probabilidad», dijo Chodas. «Realmente no es algo por lo que perder el sueño».
Sin embargo, eso no significa que no tengamos nada en qué pensar. «Dicho esto, tenemos la tecnología para encontrarlos, al menos los 140 metros y más grandes, y podemos abordar ese problema con el tiempo», continuó Chodas.
La atención se centra ahora en estos asteroides de tamaño mediano, aquellos de entre 140 metros y 1 kilómetro de tamaño, que no destruirían el planeta, pero podrían causar daños significativos si golpearan en un área densamente poblada como una ciudad. La mayoría de los objetos caen al océano, pero si tuvimos mala suerte y uno golpeó un área urbana, podría ser desastroso.
Las próximas misiones como Near-Earth Orbit Surveyor (NEOS) mejorarán enormemente nuestras capacidades para detectar estos cuerpos de tamaño mediano. Y las pruebas de tecnologías de desviación de asteroides como la Prueba de Redirección de Asteroides Dobles (DART) muestran que es teóricamente posible, al menos si tenemos suficiente advertencia anticipada, desviar un cuerpo entrante chocando contra él con una nave espacial.
Pero no se equivoquen, DART fue un logro increíble, pero no es un sistema de defensa. Logró alterar el curso de un asteroide, pero no lo suficiente como para evitar un impacto en la Tierra si hubiera sido una amenaza real. (Para tener una idea de lo que se requeriría para desviar un asteroide, CNEOS tiene una aplicación en línea que le permite simular asteroides entrantes y cuánto serían desviados por varios impactos).
«Según nuestros cálculos, es necesario mover algo por un centímetro por segundo o un par de centímetros por segundo, y la cantidad de cambio de velocidad que DART impartió fue 10 veces menor que eso», dijo Chodas. «DART fue un experimento importante y aprendimos mucho de él», pero «eso no sería suficiente en un caso real».
Una cuestión diplomática
Aunque podríamos estar científica y tecnológicamente en camino de lidiar con las amenazas de asteroides, un área en la que no estamos listos en absoluto es en términos de relaciones diplomáticas.
«Tener una perspectiva global sobre la defensa planetaria es muy, muy importante», dijo Reddy, porque no podemos pensar en el problema de la defensa planetaria en términos de naciones individuales.
«Si un asteroide golpeara otra parte del mundo, no es como, ‘Oh, es su problema’. Las cosas que entran en la atmósfera, respiramos esas cosas. Los terremotos, los incendios forestales, todo, desde las ondas de choque, eso también nos afecta. Una solución global es en lo que deberíamos invertir».
Organizaciones como la Red Internacional de Alerta de Asteroides, o IAWN, con la que trabaja Reddy, tienen como objetivo reunir una perspectiva global sobre la defensa planetaria. Pero se necesita más trabajo diplomático para coordinar una solución global a las posibles amenazas planetarias.
Porque si bien el riesgo de impacto de un asteroide puede parecer aterrador y desconocido, no es imposible de predecir. Con la tecnología adecuada y la voluntad global compartida, tenemos el potencial de identificar y mitigar esta amenaza.
«Es un problema global, y tenemos fuerza en números», dijo Reddy.
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