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Observaciones realizadas durante el crepúsculo desde el Observatorio de Cerro Tololo identificaron tres grandes objetos cercanos a la Tierra que se encuentran en el Sistema Solar interior.
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Asteroide./ DOE/ FNAL/ DECam/ CTIO/ NOIRLab/ NSF /AURA/ J. da Silva/ Spaceengine.
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Un equipo internacional descubrió tres nuevos asteroides cercanos a la Tierra (NEAs) ocultándose en el Sistema Solar interior, la zona que antecede las órbitas de la Tierra y Venus, con la ayuda de la Cámara de Energía Oscura (DECam) ubicada en el Telescopio Víctor M. Blanco de 4 metros del Observatorio de Cerro Tololo en Chile, un Programa de NOIRLab de NSF y de AURA. Se trata de un descubrimiento muy desafiante, ya que los cazadores de asteroides tuvieron que lidiar con el intenso resplandor del Sol para conseguirlo.
Sin embargo, aprovechando las breves pero favorables condiciones de observación durante el crepúsculo, los astrónomos encontraron un esquivo trío de asteroides cercanos a la Tierra (NEAs). Uno de ellos es un asteroide de 1,5 kilómetros de ancho llamado 2022 AP7, que tiene una órbita que algún día podría colocarlo en el camino de la Tierra. Los otros asteroides, llamados 2021 LJ4 y 2021 PH27, tienen órbitas que permanecen seguras hacia el interior de la órbita de la Tierra. El último de estos objetos, 2021 PH27, es de especial interés para astrónomos y astrofísicos, porque es el asteroide conocido más cercano al Sol. Como tal, tiene los efectos de relatividad general más grandes de cualquier objeto en nuestro Sistema Solar y durante su órbita su superficie se calienta lo suficiente como para derretir el plomo.
“Nuestra encuesta crepuscular está recorriendo el área dentro de las órbitas de la Tierra y Venus en busca de asteroides”, señaló Scott S. Sheppard, astrónomo del Laboratorio de Tierra y Planetas de la Institución Carnegie para la Ciencia, y autor principal del artículo científico que describe este trabajo. “Hasta ahora hemos encontrado dos grandes asteroides cercanos a la Tierra que tienen aproximadamente 1 kilómetro de diámetro, un tamaño que llamamos asesinos de planetas”, explicó.
"Es probable que solo queden unos pocos NEA con tamaños similares por encontrar, y estos grandes asteroides no descubiertos probablemente tengan órbitas que los mantengan en el interior de las órbitas de la Tierra y Venus la mayor parte del tiempo. Hasta la fecha, solo se han descubierto unos 25 asteroides con órbitas completamente dentro de la órbita de la Tierra debido a la dificultad de observar cerca del resplandor del Sol", agregó Sheppard.
Descubrir asteroides en el Sistema Solar interior es un desafío de observación abrumador. Los astrónomos tienen solo dos ventanas breves de 10 minutos cada noche para inspeccionar esta área y tienen que lidiar con un cielo de fondo muy brillante debido al intenso resplandor del Sol. Además, tales observaciones están muy cerca del horizonte, lo que significa que los astrónomos tienen que observar a través de una gruesa capa de la atmósfera terrestre, lo que puede distorsionar sus observaciones.
A pesar de estas dificultades, el descubrimiento de estos tres nuevos asteroides fue posible gracias a las capacidades de observación únicas de DECam. El instrumento de última generación es uno de los generadores de imágenes CCD de campo amplio de mayor rendimiento del mundo, lo que brinda a los astrónomos la capacidad de capturar grandes áreas del cielo con gran sensibilidad. Cuando los astrónomos logran capturar objetos con bajísima iluminación le llaman observaciones "profundas". Al buscar asteroides dentro de la órbita de la Tierra, la capacidad de capturar observaciones de campo amplio y profundo es indispensable. DECam fue financiado por el Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) y fue construido y probado en el Fermilab del DOE.
Sheppard explicó que “se requieren grandes áreas de cielo, porque los asteroides internos son raros; y se necesitan imágenes profundas, porque los asteroides son débiles y estás luchando contra el brillante cielo crepuscular cerca del Sol, así como contra el efecto distorsionador de la atmósfera de la Tierra. DECam puede cubrir grandes áreas del cielo a profundidades que no se pueden alcanzar con telescopios más pequeños, lo que nos permite profundizar más, cubrir más cielo y sondear el Sistema Solar interior de formas nunca antes vistas”.
Además de detectar asteroides que podrían representar una amenaza para la Tierra, esta investigación es un paso importante para comprender la distribución de cuerpos pequeños en nuestro Sistema Solar. Los asteroides que están más lejos del Sol que la Tierra son más fáciles de detectar. Por eso, estos asteroides más distantes tienden a dominar los modelos teóricos actuales de la población de asteroides.
La detección de estos objetos también permite a los astrónomos comprender cómo los asteroides se mueven a través del Sistema Solar interior, y cómo las interacciones gravitacionales y el calor del Sol pueden contribuir a su fragmentación.
“Nuestro estudio con DECam, es una de las búsquedas más grandes y sensibles jamás realizadas de objetos dentro de la órbita de la Tierra y cerca de la órbita de Venus, y es una oportunidad única para comprender qué tipos de objetos acechan en el Sistema Solar interior", concluyó Sheppard.
“Después de 10 años de servicio notable, DECam continúa proporcionando importantes descubrimientos científicos, y al mismo tiempo, contribuye a la defensa planetaria, un servicio crucial que beneficia a toda la humanidad”, comentó el Director de Programa para NOIRlab de NSF, Chris Davis.
DECam se construyó originalmente para llevar a cabo el estudio de energía oscura, que fue realizado por el DOE y la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. entre 2013 y 2019.
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La realidad es que, fuera de estos monstruos destructores como el de la película, hay asteroides impactando todo el tiempo sobre el planeta. Como todo cuerpo flotando en el Universo, los asteroides se mueven siguiendo una órbita, aunque no necesariamente tiene que ser una elipse perfecta, uniforme y continua.
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Grandes, medianos, pequeños, cercanos o lejanos, amenazantes o invisibles a los telescopios, con órbitas estables o caóticas. Todos los asteroides, sin importar la combinación de características que reúnan, son significativos y hay que prestarles atención, más aún cada 30 de junio, fecha en que se conmemora el Día Internacional de los Asteroides, establecido en 2016 por las Naciones Unidas para recordar la importancia de su estudio y la toma de conciencia sobre su existencia. Se trata de residuos de la formación del Sistema Solar que deambulan por el espacio. Tienen formas y tamaños irregulares y pueden ser de composición metálica, rocosa o incluso contener hielos. Los hay de tipo monolítico, es decir como una roca maciza, o formados por acumulación de escombros. La mayoría de ellos se encuentra entre las órbitas de Marte y Júpiter, en un sector llamado cinturón de asteroides, donde se calcula que hay más de un millón, de los cuales casi seiscientos mil se conocen y están designados con nombre y número.
De este grupo, los más interesantes son los denominados “NEOs” (sigla en inglés para objetos cercanos a la Tierra), actualmente unos treinta mil que se monitorean permanentemente. “Los fundamentales son aquellos que tienen un tamaño superior a un kilómetro de diámetro, porque su impacto podría causar un desastre apocalíptico, y actualmente hay contabilizados ochocientos cincuenta, que se cree es casi el total existente”, explica Romina Di Sisto, investigadora del CONICET en Instituto de Astrofísica de La Plata (IALP, CONICET-UNLP). Pero la mayor preocupación no son estos gigantes espaciales, sino los otros miles de asteroides que, con volúmenes mucho menores, son difíciles o incluso imposibles de detectar, y por eso no pueden ser predichos ni controlados. De hecho, el responsable histórico de la efeméride fue un cuerpo cuya dimensión se calcula en poco más de cincuenta metros que se desintegró en la atmósfera baja a pocos kilómetros del suelo y devastó un área de más de dos mil kilómetros cuadrados en Tunguska, Rusia, el 30 de junio de 1908.
Como todo cuerpo flotando en el Universo, los asteroides se mueven siguiendo una órbita, aunque no necesariamente tiene que ser una elipse perfecta, uniforme y continua. “Al haber planetas, satélites y otros objetos, la acción gravitatoria de cada uno afecta la órbita de los asteroides modificándola, a veces cambiando las trayectorias y volviéndolas caóticas”, señala Patricio Zain, becario del CONICET en el IALP. Cuando la órbita de un asteroide se acerca a menos de veinte distancias lunares –equivalentes a casi ocho millones de kilómetros–, pasa a ser considerado potencialmente peligroso. “Si además de esa aproximación, tienen un tamaño superior a ciento cuarenta metros, mayor es el interés que despiertan en la comunidad astronómica mundial, porque su impacto sobre el planeta generaría no solo un aplastamiento descomunal, que sería el cráter, sino miles de kilómetros a la redonda de destrucción total”, añade el experto.
¿Y cómo se controlan? Todo comienza con la detección: esto se hace a lo largo de muchas noches de observación de una misma región del cielo para determinar puntos que se muevan entre las estrellas de fondo. Una vez que se reporta algo que cambia de posición, se lo debe confirmar con sucesivas observaciones independientes. El paso siguiente es determinar la órbita, “que de ninguna manera sucede como en la película Don’t look up, todo en un mismo día y a manos de un solo equipo de investigación”, bromea Zain, y continúa: “Es un cálculo que necesita muchas deducciones de la posición y velocidad obtenidas con diferentes instrumentos para alcanzar la mayor precisión posible”. Con esta información, comienzan a hacerse simulaciones de la evolución de esa órbita, que son predicciones de su comportamiento futuro para ver las posibilidades de un eventual choque con la Tierra. “El riesgo se elimina o reduce recién cuando ninguna de las numerosas simulaciones realizadas muestra un impacto, por ejemplo, en los próximos cien años”, apunta el becario.
La realidad es que, fuera de estos monstruos destructores como el de la película, hay asteroides impactando todo el tiempo sobre el planeta. “Cada estrella fugaz es uno pequeño que pasó inadvertido y que logró atravesar la atmósfera. A veces, por el tamaño y la manera en que ingresan, alcanzan la superficie ya como meteoritos. En ocasiones, se desintegran en la atmósfera, pero ese proceso puede ser lo suficientemente violento y cercano a la superficie como para tener consecuencias muy violentas para las zonas y poblaciones cercanas”, describe Marcela Cañada Assandri, investigadora del CONICET en la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad Nacional de San Juan (UNSJ). Es así que se vuelve fundamental el desarrollo de programas de observación sofisticados y de estrategias de intervención por parte de las naciones con mayor capacidad de inversión en este terreno. “No se espera que este tema sea una prioridad en países con otras cuestiones a resolver, pero la concientización social siempre sirve y es muy necesaria”, enfatiza la profesional.
Los especialistas hacen referencia al pánico que suelen despertar las noticias sobre un asteroide que podría impactar a futuro en la Tierra, y coinciden en la importancia de fechas como la de hoy para difundir información de manera responsable y con la idea de crear espíritu crítico. “La mayoría de los asteroides que salen en los medios no nos van a causar ningún problema porque pasan muy lejos o en una escala de tiempo mucho mayor a la vida humana. Está bien que a la gente le llame la atención y quiera leer los diarios, pero que lo haga sin alarmarse, poniendo en contexto todo lo que trasciende. Hay que ocuparse antes que preocuparse, sabiendo que efectivamente pueden y van a ocurrir impactos, pero es necesario acercar el conocimiento de estos fenómenos a la comunidad de manera más amable”, afirma Cañada Assandri. “Además –añade Zain–, empieza a suceder que muchas personas dejan de tomar el tema en serio por culpa de esos anuncios irresponsables: otro apocalipsis que no vino. Y eso es un efecto contraproducente”.
El caso del asteroide Apophis es un antecedente que ilustra la trascendencia de los programas de observación: detectado en 2004, los primeros datos aseguraban que este cuerpo de unos trescientos cincuenta metros de diámetro tenía altísimas chances –uno en treinta y ocho, para ser exactos– de chocar con la Tierra en 2029. En el transcurso de una semana, y con la suma de múltiples observaciones y cálculos, esa eventualidad se redujo casi a cero. “Hoy sabemos que ese año va a pasar a treinta y cinco mil kilómetros de distancia, con lo cual su aparición pasó de ser una catástrofe segura a una oportunidad única en la historia para estudiarlo”, explica Di Sisto, y continúa: “No solo para conocer más de él como objeto, sino para la investigación acerca de la formación del Sistema Solar, ya que estos cuerpos nos brindan detalles prístinos sobre la composición de la nube planetaria de que la que nos formamos”. Bajo proyectos mucho más ambiciosos, los asteroides conocidos y con trayectorias confiables dan la posibilidad de ensayar posibles estrategias de mitigación que por ahora están solo descriptas a nivel teórico.
El año pasado, por caso, la NASA lanzó una misión llamada DART (sigla en inglés para prueba de redireccionamiento de asteroide doble) por el cual se intentará aplicar una serie de impactos a alta velocidad a un asteroide de poco más de cien metros de diámetro que orbita alrededor de otro mucho más grande, con la idea de virar su trayectoria. “Es un experimento práctico de defensa planetaria, para ver si eventualmente esto podría ser una estrategia de intervención frente a otro que suponga una amenaza real. Las maniobras pueden incluir intentar destruirlo, explotarlo, desviar su órbita, entre otras. Lo complejo es, precisamente, poder ensayarlas”, relata Zain. Sin llegar a acciones tan de avanzada, la tarea de los grupos científicos alrededor del mundo es esencial en muchos otros órdenes. “Nosotros no podemos mandar una sonda al espacio, pero hacemos un gran aporte con nuestras investigaciones y trabajos tanto teóricos como observacionales y computacionales para determinar la composición, origen, dinámica y evolución futura de los asteroides, y eso también supone un gran esfuerzo a nivel país”, dicen para concluir.
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El estudio, en el que participan la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) y la Universidad Estatal Paulista Júlio de Mesquita Filho (UNESP) de Brasil, analiza la superficie y la dinámica de Apophis, un asteroide que pasará cerca de la Tierra en 2029.
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El asteroide Apophis fue descubierto en el año 2004 y lleva siendo monitorizado desde entonces debido a su catalogación como asteroide potencialmente peligroso (potentially hazardous asteroid, PHA), ya que se calculaba que tendría un 2% de probabilidades de impactar contra la Tierra. Esta posibilidad ya ha sido descartada y, de acuerdo con las últimas mediciones, Apophis llegará al punto de su trayectoria más cercano a la Tierra (38.000 kilómetros) el 13 de abril del año 2029.
Este estudio analiza las características físicas de este cuerpo celeste y los posibles efectos que pueda tener su acercamiento a la Tierra. Gabriel Borderes-Motta, investigador del Departamento de Bioingeniería e Ingeniería Aeroespacial de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M), explica que "la colisión no es la única posibilidad en eventos de aproximación como este. La interacción gravitacional entre un planeta y un cuerpo como Apophis puede cambiar la forma del cuerpo, romper el cuerpo en pedazos, desintegrar posibles piedras sueltas en la superficie del asteroide o, incluso, eliminar otros cuerpos que orbitan el asteroide (como rocas, satélites o anillos)... Nuestro estudio se centra en las dos últimas posibilidades: lo que sucede con las posibles piedras de la superficie y la órbita del asteroide".
Cómo se experimenta con un asteroide
La investigación en el ámbito espacial presenta el reto de que, en la mayor parte de las ocasiones, resulta imposible experimentar directamente con los materiales espaciales. Por este motivo, numerosas investigaciones se abordan desde el campo de las matemáticas y de la física, teniendo en cuenta el mayor número posible de variables.
El equipo de investigación responsable de este estudio ha analizado tanto los aspectos físicos del asteroide —entre ellos, su forma y las características de su campo gravitatorio—, como los factores que pueden influir en su trayectoria y en su ángulo de pendiente, tales como la presión de la radiación o la perturbación infligida por su cercanía a la Tierra.
Para llevar a cabo esta investigación, el equipo ha realizado un conjunto de simulaciones numéricas —dos entornos de simulación con tres casos de experimentación cada uno— utilizando como muestra un disco de 15.000 partículas de diferentes tamaños en el entorno cercano de Apophis. El objetivo ha sido tratar de predecir cómo reaccionarán las partículas que orbitan el asteroide ante diferentes situaciones y cómo podrán influir estos supuestos en el comportamiento de Apophis.
El primer conjunto de simulaciones fue diseñado considerando sólo la perturbación gravitacional de Apophis en periodos de 24 horas durante 30 años. El segundo conjunto de simulaciones incluyó la perturbación producida por la presión de la radiación solar. En ambos conjuntos se propusieron tres casos en los que el asteroide tenía diferentes densidades. "Consideramos un poliedro de 340 metros con una densidad uniforme en tres casos distintos. En cada caso, se partía de una densidad de partículas diferente, de mayor a menor", comenta Gabriel Borderes-Motta.
A partir de estas simulaciones, se llegó a la conclusión de que el ángulo de inclinación del asteroide era mayor en las densidades bajas (4º) que en las densidades altas (2º); además, a menor densidad de las partículas y mayor presión de la radiación solar, menos partículas continuaron intactas. Dicho de otra forma, en un supuesto en el que Apophis tenga una densidad baja, se eliminaría aproximadamente el 90% de las piedras sueltas de su superficie durante el acercamiento a la Tierra. Además, los resultados han mostrado que el acercamiento de Apophis podría afectar mínimamente las mareas y producir algunos deslizamientos de tierra en la superficie del asteroide.
El equipo espera que el acercamiento del asteroide a la Tierra en 2029 sea una oportunidad para perfeccionar el modelo 3D utilizado para realizar simulaciones espaciales, además de permitirles investigar y predecir, con mayor precisión, los efectos sobre la superficie de Apophis. Todo esto supondría un aumento del conocimiento sobre los asteroides, que permitiría estar mejor preparados en el caso de que nuevos cuerpos celestes pasen cerca de la Tierra.
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Trabajo de referencia | G Valvano, O C Winter, R Sfair, R Machado Oliveira, G Borderes-Motta, T S Moura. (2022) APOPHIS – effects of the 2029 Earth’s encounter on the surface and nearby dynamics. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 510, Issue 1, February 2022, pp. 95–109. https://doi.org/10.1093/mnras/stab3299
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Una nueva teoría explica el posible origen del objeto causante de la extinción masiva que acabó con los dinosaurios. La evidencia encontrada en el cráter Chicxulub sugiere que la roca estaba compuesta de condrita carbonosa.
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Cometa acercándose hacia la Tierra.
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El objeto causante del cráter Chicxulub, de más de 180 kilómetros de diámetro y 19 de profundidad, situado frente a la costa de México, produjo un devastador impacto que llevó a un final abrupto a los dinosaurios y a casi tres cuartas partes de las especies de plantas y animales que vivían en la Tierra.
El rompecabezas de su origen perdura en la actualidad: ¿dónde se originó el asteroide o cometa y cómo llegó a golpear a la Tierra? Ahora, los investigadores del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian Amir Siraj y Avi Loeb creen tener la respuesta.
En un estudio publicado en ‘Scientific Reports‘, presentan una nueva teoría que podría explicar el origen y el viaje de este objeto catastrófico. Utilizando análisis estadístico y simulaciones gravitacionales, Siraj y Loeb calculan que una fracción significativa de cometas que se originan en la nube de Oort, en el borde del Sistema Solar, puede ser desviada por el campo gravitacional de Júpiter durante su órbita.
"El Sistema Solar actúa como una especie de máquina de pinball", explica Siraj. "Júpiter, el planeta más masivo, impulsa a los cometas entrantes a órbitas que los acercan mucho al sol". Al pasar cerca del Sol, los cometas pueden experimentar poderosas fuerzas que rompen pedazos de roca y, en última instancia, producen “metralla” cometaria.
"En un evento de ‘raspado solar’, la parte del cometa más cercana al Sol siente una atracción gravitacional más fuerte que la parte que está más lejos, lo que resulta en una fuerza de marea a través del objeto", explica Siraj. "Puede romperse en muchos pedazos pequeños y, lo que es más importante, en el viaje de regreso a la nube de Oort, hay una mayor probabilidad de que uno de esos fragmentos golpee la Tierra".
Una composición inusual
La evidencia encontrada en el cráter Chicxulub sugiere que la roca estaba compuesta de condrita carbonosa. La hipótesis de Siraj y Loeb también podría explicar esta composición inusual.
Una teoría habitual sobre el origen de Chicxulub afirma que el objeto se originó en el cinturón principal, que es una población de asteroides entre la órbita de Júpiter y Marte. Sin embargo, las condritas carbonáceas son raras entre los asteroides del cinturón principal, pero posiblemente están muy extendidas entre los cometas de períodos prolongados, lo que proporciona un apoyo adicional a la hipótesis del impacto cometario.
Otros cráteres similares muestran la misma composición. Esto incluye un objeto que golpeó hace unos 2.000 millones de años y dejó el cráter Vredefort en Sudáfrica, que es el cráter confirmado más grande en la historia de la Tierra, o el objeto que produjo el cráter Zhamanshin en Kazajstán, que es el cráter confirmado más grande del último millon de años.
Siraj y Loeb dicen que su hipótesis puede probarse estudiando más a fondo estos cráteres, otros como ellos e incluso los de la superficie de la Luna. Las misiones espaciales de muestreo de cometas también pueden ayudar. "Deberíamos ver fragmentos más pequeños que llegan a la Tierra con mayor frecuencia desde la nube de Oort", dice Loeb. "Espero que podamos probar la teoría teniendo más datos sobre cometas de períodos prolongados, obtener mejores estadísticas y tal vez ver evidencia de algunos fragmentos", concluye.
Loeb asegura que comprender esto no solo es crucial para resolver este misterio de la historia de la Tierra, sino que podría resultar fundamental si un evento similar amenazara al planeta.
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Los astrónomos sospechan que lo más probable es que el cometa nunca haya pasado cerca de una estrella, por lo que sería una reliquia inalterada de la nube de gas y polvo en la que se formó.
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Esta imagen fue obtenida con el instrumento FORS2, instalado en el Very Large Telescope de ESO, a finales de 2019, cuando el cometa 2I/Borisov pasó cerca del Sol. Mientras el telescopio seguía la trayectoria del comenta, y dado que viajaba a una velocidad vertiginosa (unos 175000 kilómetros por hora), las estrellas de fondo aparecen como rayas de luz. Los colores de estas rayas dan a la imagen un estilo “disco” y son el resultado de combinar observaciones en diferentes bandas de longitud de onda, resaltadas por los diversos colores de esta imagen compuesta. Crédito: ESO/O. Hainaut
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2I/Borisov fue descubierto por el astrónomo aficionado Gennady Borisov en agosto de 2019 y, unas semanas más tarde, se confirmó que provenía de más allá del Sistema Solar. “2I/Borisov podría representar el primer cometa verdaderamente prístino jamás observado”, afirma Stefano Bagnulo, del Observatorio y Planetario de Armagh, en Irlanda del Norte (Reino Unido), quien dirigió el nuevo estudio publicado en Nature Communications. El equipo cree que el cometa nunca había pasado cerca de ninguna estrella antes de acercarse al Sol en 2019.
Bagnulo y sus colegas utilizaron el instrumento FORS2, instalado en el VLT de ESO, ubicado en el norte de Chile, para estudiar a 2I/Borisov en detalle utilizando una técnica llamada polarimetría [1]. Dado que esta técnica se utiliza regularmente para estudiar cometas y otros pequeños cuerpos de nuestro Sistema Solar, esto permitió al equipo comparar al visitante interestelar con nuestros cometas locales.
El equipo descubrió que 2I/Borisov tiene propiedades polarimétricas distintas a las de los cometas del Sistema Solar, con la excepción de Hale-Bopp. El cometa Hale-Bopp suscitó mucho interés por parte del público a finales de la década de 1990 al ser fácilmente visible a simple vista, y también porque era uno de los cometas más prístinos que los astrónomos habían visto. Antes de su última visita, se cree que Hale-Bopp pasó por nuestro Sol sólo una vez y, por lo tanto, apenas se había visto afectado por el viento solar y la radiación. Esto significa que era prístino, es decir, con una composición muy similar a la de la nube de gas y polvo en la que se formaron tanto él como el resto del Sistema Solar hace unos 4.500 millones de años.
Al analizar la polarización junto con el color del cometa para recabar pistas sobre su composición, el equipo concluyó que 2I/Borisov es de hecho aún más prístino que Hale-Bopp. Esto significa que contiene rastros inalterados de la nube de gas y polvo en la que se formó.
“El hecho de que los dos cometas sean tan similares sugiere que el entorno en el que se originó 2I/Borisov no es tan diferente en su composición del entorno del Sistema Solar temprano”, afirma Alberto Cellino, coautor del estudio e investigador del Observatorio Astrofísico de Torino, Instituto Nacional de Astrofísica (INAF) de Italia.
Olivier Hainaut, astrónomo de ESO en Alemania que estudia cometas y otros objetos cercanos a la Tierra –pero que no participó en este nuevo estudio–, está de acuerdo. “El resultado principal —que 2I/Borisov no es como cualquier otro cometa, exceptuando a Hale-Bopp— es muy robusto”, confirma, y agrega que “es muy plausible que se formaran en condiciones muy similares”.
"La llegada de 2I/Borisov desde el espacio interestelar representó la primera oportunidad de estudiar la composición de un cometa proveniente de otro sistema planetario y comprobar si el material de este cometa es, de alguna manera, diferente al de los cometas de nuestro propio sistema”, explica Ludmilla Kolokolova, de la Universidad de Maryland (EE.UU.), que participó en la investigación que se publica en Nature Communications.
Bagnulo espera que la comunidad astronómica tenga otra oportunidad, aún mejor si cabe, de estudiar en detalle un cometa errante antes del final de la década. “La ESA planea lanzar un Interceptor de Cometas en 2029, que tendrá la capacidad de llegar hasta otro objeto interestelar visitante si se descubre uno en una trayectoria adecuada”, afirma, refiriéndose a una próxima misión de la Agencia Espacial Europea.
La historia de un origen escondida en el polvo
Incluso sin una misión espacial, los astrónomos pueden utilizar los numerosos telescopios basados en tierra para obtener información sobre las diferentes propiedades de cometas errantes como 2I/Borisov. “Imagínese lo afortunados que fuimos de que, de forma casual, un cometa de un sistema a años luz de distancia simplemente pasara por nuestro barrio”, dice Bin Yang, astrónoma de ESO en Chile, quien también aprovechó el paso de 2I/Borisov a través de nuestro Sistema Solar para estudiar este misterioso cometa. Los resultados de su equipo se publican en la revista Nature Astronomy.
Yang y su equipo utilizaron datos de ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), del que ESO es socio, así como del VLT de ESO, para estudiar los granos de polvo de 2I/Borisov para recoger pistas sobre el nacimiento del cometa y las condiciones de su sistema originario.
Descubrieron que la coma de 2I/Borisov —una envoltura de polvo que rodea el cuerpo principal del cometa— contiene piedrecillas compactas, granos de aproximadamente un milímetro de tamaño o más grandes. Además, descubrieron que las cantidades relativas de monóxido de carbono y agua en el cometa cambiaron drásticamente a medida que se acercaba al Sol. El equipo, que también incluye a Olivier Hainaut, afirma que esto indica que el cometa está compuesto por materiales que se formaron en diferentes lugares de su sistema planetario.
Las observaciones de Yang y su equipo sugieren que la materia del sistema planetario en el que se formó 2I/Borisov se mezcló desde la zona cercana a su estrella hasta un área más alejada, tal vez debido a la existencia de planetas gigantes, cuya fuerte gravedad agita la materia presente en el sistema. Los astrónomos creen que un proceso similar pudo tener lugar al principio de la vida de nuestro Sistema Solar.
Aunque 2I/Borisov fue el primer cometa errante en pasar por el Sol, no fue el primer visitante interestelar. El primer objeto interestelar que se observó pasando por nuestro Sistema Solar fue ʻOumuamua, otro objeto estudiado con el VLT de ESO en 2017. Originalmente clasificado como un cometa, ʻOumuamua fue reclasificado más tarde como un asteroide, ya que carecía de coma.
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Nota | [1] La polarimetría es una técnica para medir la polarización de la luz. La luz se polariza, por ejemplo, cuando pasa por ciertos filtros, como las lentes de gafas de sol polarizadas o el material cometario. Al estudiar las propiedades de la luz solar polarizada por el polvo de un cometa, los investigadores pueden obtener información sobre la física y química de los cometas.
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Se trata de un descubrimiento de una científica brasileña que salió publicado en la revista Monthly Notices, de la Royal Astronomical Society. Este estudio podrá suministrar información sobre el nido estelar en donde se formó el Sol.
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En el marco de un estudio realizado en el Instituto de Geociencias y Ciencias Exactas de la Universidade Estadual Paulista (IGCE-Unesp), en la localidad de Rio Claro, en Brasil, se identificaron 19 asteroides de origen interestelar del tipo de los centauros, el nombre que se les da a estos objetos que orbitan alrededor del Sol en la región comprendida entre los planetas gigantes del Sistema Solar.
“El Sistema Solar se formó hace 4.500 millones de años en un nido de estrellas, con sus sistemas de planetas y asteroides. La cercanía entre las estrellas favorecía las fuertes interacciones gravitacionales que derivaban en el intercambio de material entre los sistemas. De este modo, algunos objetos actualmente existentes en el Sistema Solar se habrían formado alrededor de otras estrellas. Con todo, hasta hace poco no había sido posible aún distinguir entre los objetos interestelares capturados y aquellos que se formaron alrededor del propio Sol. La primera identificación fue la que concretamos acá en 2018”, declaró la autora del estudio, Maria Helena Moreira Morais.
Moreira Morais, graduada en física y matemática en la Universidad de Porto (Portugal) y doctorada en dinámica del Sistema Solar por la University of London (Reino Unido), es actualmente docente del IGCE-Unesp y realizó el estudio que ahora se ha publicado en colaboración con Fathi Namouni, investigador del Observatoire de Nice, en Francia.
La primera identificación a la que Moreira Morais se refiere, la del asteroide Ka’epaoka’awela, fue objeto de un reportaje publicado por Agência FAPESP en 2018.
El nombre de Ka’epaoka’awela significa en el idioma hawaiano “Atravesado a Júpiter”, pues ese asteroide se mantiene siempre cerca de Júpiter, pero orbita alrededor del Sol en el sentido opuesto al de los planetas. “Cuando lo identificamos como un objeto originario de fuera del Sistema Solar, no sabíamos si era un caso aislado o era un miembro de una vasta población de asteroides inmigrantes. En el estudio más reciente, reconocimos 19 centauros de origen interestelar”, afirma la investigadora.
Al igual que Ka’epaoka’awela, los centauros identificados en la investigación poseen órbitas sumamente inclinadas con relación al plano orbital de los planetas. “Para investigar el origen de esos objetos, construimos una simulación computacional que funciona como una máquina del tiempo, haciendo retroceder sus trayectorias hasta 4.500 millones de años en el pasado. Esta simulación nos permitió detectar donde se encontraban esos objetos en aquella época”, explica Moreira Morais.
Los planetas y los asteroides originados en el propio Sistema Solar se formaron a partir de un fino disco de gas y polvo que orbitaba alrededor del Sol. Por esta razón, todos ellos se movían en el plano del disco hace 4.500 millones de años. Si los centauros en cuestión se hubiesen originado en el Sistema Solar, también deberían moverse en el plano del disco en aquella época. “Sin embargo, nuestra simulación demostró que hace 4.500 millones de años esos objetos giraban alrededor del Sol en órbitas perpendiculares al plano del disco. Y lo hacían en una región apartada de los efectos gravitacionales del disco original”, informa la investigadora.
Estas dos observaciones muestran que esos centauros no pertenecían originariamente al Sistema Solar y que habrían sido capturados desde estrellas cercanas durante la etapa de la formación planetaria.
Un nido de estrellas
El descubrimiento en el Sistema Solar de una población de asteroides de origen interestelar constituye un paso importante para comprender, mediante futuras observaciones astronómicas, y posiblemente en el marco de misiones espaciales, las diferencias y las semejanzas entre objetos formados en el Sistema Solar y objetos provenientes de fuera de este. “El estudio de esta población podrá suministrar información sobre el nido estelar donde el Sol se formó, el proceso de captura de objetos interestelares en el Sistema Solar primordial y la importancia del material interestelar en el enriquecimiento químico del Sistema Solar”, dice Moreira Morais.
Con relación al enriquecimiento químico, cabe recordar que el Universo primordial estaba constituido esencialmente de hidrógeno y helio. Los elementos naturales más pesados que integran la tabla periódica se formaron debido a la fusión nuclear en el interior de las estrellas y se desparramaron posteriormente por el espacio. La región en donde se ubica el Sistema Solar se enriqueció químicamente con esos elementos, que ayudaron a componer el propio cuerpo humano.
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Han analizado los materiales que componen la mayoría de los asteroides cercanos a la Tierra para encontrar la forma de desviarlos con un proyectil. La investigación, dirigida por el CSIC, ha estudiado el meteorito Cheliábinsk, que cayó en Rusia en 2013. El trabajo ha sido publicado en ‘The Astrophysical Journal’
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Un estudio internacional dirigido por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) aporta información sobre los efectos que tendría el impacto de un proyectil sobre un asteroide. El objetivo del proyecto es averiguar cómo podría desviarse un asteroide para que no llegue a impactar contra la Tierra. La investigación, publicada en la revista The Astrophysical Journal, se centra en el estudio del asteroide Cheliábinsk, que explotó en 2013 sobre cielo ruso tras atravesar la atmósfera.
La probabilidad de que un asteroide de tamaño kilométrico provoque consecuencias devastadoras tras impactar con la Tierra es estadísticamente pequeña. Lo que sí es más frecuente es que alcancen la atmósfera terrestre objetos de pocas decenas de metros que se descubren continuamente.
Según los resultados de este estudio, la composición, la estructura interna, la densidad y otras propiedades físicas del asteroide son fundamentales para determinar el éxito de una misión en la que se lanzaría un proyectil cinético para desviar la órbita de un asteroide peligroso.
El 15 de febrero de 2013, un asteroide de aproximadamente 18 metros de diámetro explotó sobre la localidad rusa de Cheliábinsk creando miles de meteoritos que cayeron a Tierra. La fragmentación de este objeto en la atmósfera ejemplificó que la Tierra actúa como un eficiente escudo, aunque más de mil meteoritos con una masa total superior a una tonelada alcanzaron el suelo. A pesar de ser un asteroide pequeño, la onda de choque que produjo al penetrar en la atmósfera a velocidad hipersónica causó centenares de heridos y grandes daños materiales.
“El estudio de la composición química y mineralógica del meteorito Cheliábinsk nos permite conocer detalles fundamentales de los procesos de compactación por colisiones que han sufrido los asteroides cercanos a la Tierra. Los resultados de este trabajo son muy relevantes para una posible misión en que se desee desviar de manera eficiente un asteroide próximo a la Tierra”, señala el investigador del CSIC Josep Maria Trigo, del Instituto de Ciencias del Espacio.
Por este motivo, el nuevo estudio ha obtenido de manera rigurosa y sistemática las propiedades de los materiales que forman el asteroide; en particular, la dureza, la elasticidad y la resistencia a la fractura podrían ser determinantes para que el impacto de un proyectil cinético lograse desviar la órbita de este objeto.
Los experimentos
El meteorito Cheliábinsk es de una clase conocida como condrita ordinaria. Los investigadores del CSIC lo escogieron pues puede considerarse representativo de los materiales formativos de la mayoría de asteroides potencialmente peligrosos para la Tierra. Estos asteroides han sufrido gran cantidad de colisiones antes de alcanzar la Tierra y, por ello, los minerales que los componen aparecen chocados e incrementan su consistencia.
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El investigador del CSIC Josep Maria Trigo,
en su laboratorio (JOAN COSTA / CSIC) |
Estos experimentos han sido realizados mediante un instrumento conocido como nanoindentador. Consta de un pequeño pistón acabado en una cabeza de diamante que realiza una presión predefinida y genera pequeñas muescas en el material, al tiempo que mide tanto la profundidad alcanzada como la recuperación plástica del material. Por ello, resulta posible determinar parámetros claves como la resistencia a la fractura, la dureza, la recuperación elástica o el módulo de Young. Tal y como explica el investigador Carles Moyano: “Como las condritas ordinarias son rocas bastante complejas y heterogéneas, formadas por minerales con propiedades diferentes y que muestran grados de choque variables en esta clase de meteoritos, es preciso un estudio exhaustivo que en nuestro caso ha requerido cerca de dos años”.
Las medidas de las propiedades mecánicas de Cheliábinsk se realizaron en el laboratorio de nanoindentación que dirige el investigador ICREA Jordi Sort, de la Universidad Autónoma de Barcelona. En el estudio también han participado varios expertos europeos involucrados de la misión Asteroid Impact Mission propuesta a la Agencia Europea del Espacio. “Posiblemente gracias a la realización de estos experimentos, pioneros en meteoritos, estemos más cerca de afrontar con éxito el encuentro futuro con asteroides”, concluye el investigador del CSIC..
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Referencia bibliográfica | Carles E. Moyano-Cambero, Eva Pellicer, Josep M. Trigo-Rodríguez1, Iwan P. Williams, Jürgen Blum, Patrick Michel, Michael Küppers, Marina Martínez-Jiménez, Ivan Lloro, Jordi Sort. Nanoindenting the Chelyabinsk meteorite to learn about impact effects in asteroids. The Astrophysical Journal. DOI:10.3847/1538-4357/835/2/157.
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Investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) forman parte de un equipo de astrónomos europeos que han conseguido clasificar, usando el telescopio VISTA, del Observatorio Europeo Austral (ESO), unos 40.000 cuerpos pequeños del Sistema Solar que podrían ayudar a responder preguntas clave sobre sus orígenes.
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Cinturón de Kuiper. Fotografía: ESO
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Un equipo de astrónomos europeos, del que forman parte investigadores del Instituto de Asrtofísica de Canarias (IAC), ha usado datos recopilados por el telescopio de rastreo VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy), del Observatorio Europeo Austral (ESO), para obtener datos de una diversa población de pequeños cuerpos del Sistema Solar en el rango del infrarrojo cercano. Con ello consiguieron catalogar cerca de 40.000 objetos que podrían ayudar a responder preguntas clave sobre los inicios del Sistema Solar.
Se sabe que el Sistema Solar está compuesto de millones de pequeños cuerpos de los cuales se conocen las órbitas de unos 700.000, que abarcan desde asteroides rocosos hasta cometas formados por partículas de hielo. Mediante su estudio, los astrónomos esperan comprender cómo se formó y evolucionó el Sistema Solar, además de reunir información acerca de posibles impactos en la Tierra.
Ahora, por primera vez, se han analizado los datos del sondeo, revelando información sobre una amplia muestra de pequeños cuerpos del Sistema Solar. El equipo examinó un subconjunto del sondeo VISTA Hemisphere Survey, que comprendía alrededor del 40% del hemisferio sur del cielo, y fueron capaces de extraer la posición y el brillo de casi 40.000 objetos, además de información del color de alrededor de 35.000, que es útil para conocer la composición de su superficie y clasificarlos.
Javier Licandro, investigador del IAC y uno de los autores del estudio, explica que también aporta información sobre familias colisionales de asteroides, es decir, grupos de asteroides que se forman por la colisión de un asteroide con otro más pequeño. El estudio permite, igualmente, determinar la fracción de objetos que, pareciendo estar en esa familia por sus características orbitales, no son trozos del asteroide "padre", sino que son asteroides que no guardan relación alguna con la familia. “Con este catálogo –añade Licandro- se puede incluso identificar asteroides "raros", objetos con una composición superficial diferente e inusual, en diferentes lugares del cinturón de asteroides. Es el caso de los asteroides basálticos tipo V, objetos de composición superficial similar a Vesta, el segundo objeto con más masa del cinturón de asteroides del Sistema Solar. Estos asteroides están compuestos de materiales que provienen de la actividad volcánica del objeto precursor y cuya identificación permite estudiar la formación de otros asteroides similares a Vesta en una etapa muy temprana del Sistema Solar y que se han destruido por colisiones, quedando dispersos en él restos de esos eventos catastróficos.”
La variada "fauna" identificada en el catálogo incluye ejemplos de todas las categorías de objetos de este tipo conocidos: asteroides cercanos a la Tierra, Mars Crossers –asteroides que cruzan la órbita de Marte-, asteroides Hungaria, asteroides del Cinturón Principal, asteroides Cibeles, asteroides Hilda, Troyanos, cometas y objetos del cinturón de Kuiper entre otros.
VISTA es el telescopio de rastreo más grande del mundo y cuenta con un espejo de 4,1 m de diámetro. Con su amplio campo de visión y sus sensibles detectores, proporciona a los astrónomos una visión completamente nueva del cielo austral. Los sondeos del cielo son una poderosa herramienta de estos grandes y sensibles detectores en la actualidad ya que permiten catalogar rápidamente un gran número de objetos celestes y realizar análisis estadísticos de ellos. Son ideales para aquellos astrónomos que buscan, como en este caso, objetos cercanos en movimiento como asteroides y cometas..
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Referencia | “Near-infrared colors of minor planets recovered from VISTA - VHS survey (MOVIS)” por M. Popescu (IMCCE e Instituto Astronómico de la Academia Rumana), J. Licandro (IAC-ULL), D. Morate (IAC-ULL), J. de León (IAC-ULL), R. Rebolo (IAC-ULL), D. A. Nedelcu (IMCCE e Instituto Astronómico de la Academia Rumana), R. G. McMahon (Instituto de Astronomía de la Universidad de Cambridge e Instituto Kavli de Cosmología de la Universidad de Cambridge), E. Gonzalez-Solares y M. Irwin (Instituto de Astronomía de la Universidad de Cambridge). Astronomy & Astrophysics, 591, A115. DOI: http://dx.doi.org/10.1051/0004-6361/201628163 .
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