Los objetos cercanos a la Tierra y su amenaza para el planeta

Share This
Etiquetas

Lorenzo Olguín*, Julio Saucedo*, Ma. Eugenia Contreras*

CIENCIA UANL / AÑO 20, No. 84, abril-junio 2017

El 15 de febrero de 2013, a las 9:22 de la mañana, la población de Cheliábinsk, al sur de Rusia, fue testigo de uno de los fenómenos naturales más energéticos e impresionantes de la naturaleza: un bólido apareció en el cielo iluminando intensamente la región, que aún se encontraba con poca luz solar, y dejando una gran estela. Después de unos segundos, una inmensa onda de choque estremeció la ciudad, dañando las ventanas de muchos edificios y provocando la caída de algunas paredes. Los cristales rotos dañaron a cientos de personas, sembrando el temor y la incertidumbre entre la población. Niños y maestros que empezaban sus actividades escolares fueron sorprendidos y atemorizados por el fenómeno. Esta descripción, que puede parecer de ciencia ficción, fue la realidad vivida por la gente de Cheliábinsk.

El meteoroide que entró a la atmósfera tenía un tamaño de aproximadamente 19 metros y se desintegró a una altura entre 45 y 30 km (Borovicka et al., 2013; Korycansky y Palotai, 2014) liberando una cantidad de energía de 500±100 KT (Brown et al., 2013), superior a la de 30 bombas atómicas como la lanzada en Hiroshima. Varios de sus fragmentos lograron llegar a la superficie terrestre, el mayor de los cuales fue recuperado en el Lago de Chebarkul. Los estudios de estos meteoritos (Popova et al., 2013) demostraron que son condritas ordinarias LL5. Sus propiedades espectrales y composición sugieren que el asteroide padre es 8 Flora (Reddya et al., 2014), miembro del cinturón principal.

Impactos históricos

Desde tiempos remotos han ocurrido impactos de cuerpos del espacio exterior con la Tierra. El caso más conocido es el de Chicxulub. Se piensa que hace 65 millones de años, un cometa o un asteroide de 10 km de diámetro se estrelló en lo que hoy es la península de Yucatán, México. El impacto produjo una gran cantidad de calor y polvo que oscureció nuestro planeta durante varios años, provocando la muerte de algunas especies de plantas y animales, entre ellos los dinosaurios. La evidencia de este impacto se encuentra en todo el mundo, en una delgada capa de iridio en el llamado límite K-Pg. El iridio es un elemento raro en la Tierra, pero común en meteoritos. Este hecho da fundamento a la explicación de que fue un objeto del espacio exterior el que creó el gran cráter de 180 km de diámetro descubierto a finales de la década de 1970.

A principio del siglo XX se registró un evento similar al de Cheliábinsk. Ocurrió en la región remota de Tunguska, en Siberia, Rusia. El 30 de junio de 1908, los pobladores de la región escucharon ruidos muy intensos y súbitamente sintieron que fueron empujados violentamente y tumbados al suelo. Esto sucedió a pesar de que estaban a cientos de kilómetros del sitio de impacto.

La región permaneció inexplorada por varios años debido a la dificultad del acceso. Trece años después del fenómeno, una expedición organizada por la Academia Soviética de Ciencias, y dirigida por el minerólogo Leonid Kulik, logró acceder al sitio. Encontraron una gran cantidad de árboles derribados a partir de un punto común, pero ningún cráter de impacto. Esto llevó a la conclusión de que el objeto se desintegró en el aire, aproximadamente a 8 km de altura, creando la onda de choque que sintieron los pobladores a distancia de varios cientos de kilómetros y que fue registrada en estaciones sismológicas lejanas como Inglaterra. Fotografías aéreas, tomadas casi dos décadas después, mostraron evidencia de la explosión de dos objetos que no dejaron cráter de impacto. La energía liberada en la explosión de Tunguska se estima en aproximadamente 20 millones de toneladas de TNT (Harris, 2010) equivalente a más de 1000 bombas atómicas como la lanzada en Hiroshima

Todos los días caen a la Tierra cientos de toneladas de material proveniente del espacio. Sin embargo, la mayor parte de este material son sólo pequeños granos de polvo que se queman en la atmósfera y que comúnmente llamamos “estrellas fugaces”, las cuales, por supuesto, no son estrellas que caen, si no meteoros. De vez en cuando uno de estos meteoros es muy brillante y recibe el nombre de bólido. Éstos usualmente corresponden a rocas de mayor tamaño. En los últimos veinte años se han registrado caídas de objetos con tamaño de unos cuantos metros. En la figura 1 se muestra un recuento de los asteroides que se han impactado contra la atmósfera terrestre de 1994 a 2013. Solamente se muestran aquellos impactos en los cuales los asteroides tenían tamaños estimados de uno a 20 m. Los datos fueron recogidos por los sensores infrasónicos del gobierno de los Estados Unidos.

¿Asteroide, meteroide, meteoro?

Hay una serie de términos que suelen confundir a las personas que se acercan por primera vez a leer sobre los objetos que caen a la Tierra. Un cometa es un cuerpo formado de roca, polvo y hielo, que posee una atmósfera, llamada coma, formada de gas y polvo. Cuando se acerca al Sol, su hielo se vaporiza formando una cola de gas y polvo. Debido a esta característica se dice que es un cuerpo activo. Un asteroide es un cuerpo rocoso e inactivo, que puede medir desde unos metros hasta varios kilómetros. En ocasiones un asteroide se activa, lo que muestra que en realidad es un cometa con pocos elementos volátiles. Se le llama meteoroide a un cuerpo pequeño que se ha desprendido de un cometa o asteroide. Al fenómeno luminoso que produce uno de estos cuerpos celestes cuando entra a la atmósfera terrestre se le llama meteoro. A las piezas de material que logran llegar a la superficie de la Tierra se les llama meteoritos.

Objetos cercanos a la Tierra o Neos

Desde el punto de vista astronómico, un objeto cercano a la Tierra, mejor conocido como NEO (por las siglas en inglés de Near-Earth Object), es un asteroide o cometa cuya distancia de mayor acercamiento al Sol, o perihelio, es menor a 1.3 unidades astronómicas, y su mayor acercamiento a la Tierra inferior a 0.3 unidades astronómicas. Esto incluye objetos que estarán cerca de la Tierra en algún punto de su evolución orbital futura. Los NEO generalmente son cuerpos que experimentaron una interacción con alguno de los planetas del sistema solar, lo que modificó su trayectoria y los acercó a la Tierra (Rabinowitz, 1994). El término NEA (de Near-Earth Asteroid) se utiliza para describir específicamente a aquellos objetos cercanos a la Tierra que son asteroides y NEC (Near-Earth Comets) para aquellos que son cometas. Actualmente se tienen identificados más de 720 mil asteroides y de éstos alrededor de 15,000 son clasificados como NEO y 100 como NEC (ver tabla I).

A los NEA cuya distancia de acercamiento a la Tierra es menor a 0.05 unidades astronómicas y tienen tamaño estimado mayor a 140 m, se les denomina asteroides potencialmente peligrosos (PHA por las siglas en inglés de Potentially Hazardous Asteroids). Se conocen más de 1700 PHA.

La ONU y lo NEO

Desde 1999 la ONU emitió recomendaciones para incrementar el estudio de objetos del espacio que pudieran ser peligrosos para la Tierra. En 2001 la ONU establece el Grupo de Acción en Objetos Cercanos a la Tierra y en 2007 el Grupo de Trabajo en NEO. Entre las recomendaciones específicas del Grupo de Trabajo fue la creación de un organismo internacional que coordinara los trabajos de detección y seguimiento de NEO. Así fue como se creó la International Asteroid Warning Network (IAWN), cuya primera reunión de planeación tuvo lugar en enero de 2014. Una conclusión generalizada, tanto por la ONU y sus comisiones como por los participantes en la IAWN, es la necesidad de incrementar la infraestructura de detección, seguimiento y análisis de NEO.

Detección de NEOS

En la actualidad hay cientos de observatorios en el mundo, tanto profesionales como aficionados, dedicados a estudiar NEO y asteroides en general. Sin embargo, son los observatorios profesionales los que han aportado la gran mayoría de los NEO descubiertos hasta hoy.

En las últimas décadas del siglo XX surgieron varios programas especializados en la detección de NEO, la mayoría en los Estados Unidos, fomentado por un mandato del Congreso de ese país para detectar 90% de los NEO con tamaños mayores a 1 km. Una vez cumplida esa meta, el nuevo mandato fue detectar 90% de los asteroides con tamaño mayor a 140 m. El número total de NEO se estima teóricamente (Harris, 2010; Tricarico, 2016) y de ahí se calcula el porcentaje total que ha sido descubierto.

Entre los primeros programas de búsqueda de NEO se encuentra SpaceWatch, fundado en 1980 en la Universidad de Arizona por iniciativa de T. Gehrels y R.S. McMillan. De 1989 a 2009 SpaceWatch detectó 9508 NEO, de los cuales 727 eran nuevos y 91 fueron clasificados como potencialmente peligrosos para la Tierra. Otros programas exitosos han sido el Lowell Observatory Near Earth Objects Search (LONEOS) que funcionó entre 1998 y 2008; el Catalina Sky Survey (CSS), también de la Universidad de Arizona, que comenzó operaciones en 1998 y, después de un periodo de descanso para realizar modificaciones en sus instrumentos, continúa en funcionamiento hasta hoy; el Lincoln Near Earth Asteroid Research (LINEAR), del Massachusetts Institute of Technology, que descubrió más de dos mil NEO y 279 cometas; el Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System (PanSTARRS), de la Universidad de Hawaii, que inició operaciones en 2012 y actualmente cuenta con dos telescopios de 1.8 m dedicados a la detección de NEO. PanSTARRS cuenta con las cámaras de detección más avanzadas de la actualidad y se ha planteado como objetivo catalogar diez millones de asteroides, entre los cuales estarían incluidos todos los NEO con tamaños mayores a 1 km y 99% de aquellos con tamaño mayor a 300 m.

Estadísticas de NEO

Hoy en día se conocen 721,713 asteroides y 3,945 cometas (Minor Planet Center, 2016). De todos estos objetos 14,766 se acercan lo suficiente a la Tierra como para ser clasificados como NEO (Minor Planet Center, 2016; Spahr, 2014; ver tabla I).

A diario se descubren asteroides o cometas, algunos de los cuales resultan ser NEO, de esta manera los valores mencionados anteriormente deben ser considerados como representativos sólo durante un periodo de tiempo y deben ser actualizados continuamente. El Minor Planet Center ha sido designado por la Unión Astronómica Internacional como el centro donde se lleva el control de los descubrimientos de cuerpos menores del sistema solar y es el responsable de llevar las estadísticas relacionadas con los descubrimientos.

La gran cantidad de asteroides existentes en el sistema solar dificulta su estudio en forma detallada. Se requiere una gran cantidad de observaciones astronómicas para conocer algunas de las propiedades de un asteroide, como la rapidez de giro y tamaño, por ejemplo. Esto hace que el estudio de las características de los asteroides avance a un ritmo menor al de los descubrimientos.

Estudio de asteroides en México

En México, los esfuerzos por establecer una red observacional para estudiar asteroides en general y NEO en particular, se han iniciado hace relativamente poco. Se ha planteado utilizar el San Pedro Mártir Telescope (SPMT), telescopio de 6.5 m aún en planeación, para realizar estudios de NEO. Siendo un telescopio de gran tamaño, permitiría el estudio de objetos muy débiles, difícilmente accesibles con otros telescopios. Esto sería particularmente útil en la región infrarroja del espectro, a partir de la cual se puede derivar el tamaño de estos objetos de una manera más confiable. Adicionalmente, su gran apertura permitiría realizar estudios espectroscópicos que ayudarían a conocer su composición quí- mica.

Por otra parte, un conjunto de investigadores de diferentes instituciones de México han propuesto la creación de una red observacional para detección y seguimiento de objetos cercanos a la Tierra. Ésta estaría formada por varios telescopios ubicados en diferentes puntos del territorio nacional, los cuales trabajarían de forma coordinada para descubrir y dar seguimiento a asteroides. La red también contempla otro tipo de instrumentos que permitan detectar la entrada de meteoroides a la atmósfera terrestre, y de ser posible recuperar los meteoritos que logren impactar la superficie terrestre. Esta red aún está en planeación y se están buscando recursos para su diseño final e implementación.

El mismo grupo de investigadores ha iniciado campañas de observación con telescopios pequeños para estudiar algunas de las propiedades de los asteroides más brillantes y empezar a contribuir con información útil al conocimiento de dichos objetos. De esta manera se espera generar la experiencia suficiente para realizar estudios de mayor envergadura en el futuro cercano.

Conclusiones

El descubrimiento de asteroides y cometas que se acercan a la Tierra y que eventualmente pueden colisionar con ella es un tema que ha cobrado relevancia en las últimas décadas. La comunidad internacional ha impulsado este tipo de estudios debido al riesgo que implica para la población del planeta el impacto de un objeto de gran tamaño. Hay diferentes esfuerzos a nivel internacional, sin embargo, se han considerado insuficientes y por ello se ha hecho un llamado a los diferentes países del mundo a contribuir al esfuerzo de detectar y dar seguimiento a todos aquéllos que puedan ser potencialmente peligrosos para nuestro planeta. En México, el estudio de asteroides es un campo nuevo. Los esfuerzos apenas comienzan y esperamos que en pocos años tengamos la infraestructura y el capital humano para contribuir de manera sustancial al conocimiento de estos objetos.

Agradecimientos

LOR y JC agradecen el apoyo recibido del proyecto USO315002285 de la DCEN/UNISON. MEC agradece el apoyo de Conacyt a través de su programa de becas posdoctorales. En este artículo se utilizaron los datos y servicios proporcionados por The International Astronomical Union’s Minor Planet Center y los portales en internet del NEO Program de la NASA y del Jet Propulsion Laboratory.

*Universidad de Sonora

Contacto: lorenzo@cifus.uson.mx

 

Referencias

Borovicka, J., et al. (2013). The trajectory, structure and origin of the Chelyabinsk asteroidal impactor. Nature. 503, 235.

Brown, P.G., et al. (2002). The flux of small near-Earth objects colliding with the Earth. Nature, 420, 294.

Brown, P.G. et al. (2013). A 500-kiloton airburst over Chelyabinsk and an enhanced hazard from small impactors. Nature 503, 208.

Harris, L.W. (2010). Estimating the NEO Population and Impact Risk: Past, Present and Future. En The Asteroid-Comet Hazard Conference Proceedings.

Korycansky, D.G., y Palotai, C. (2014). Modeling the Chelyabinsk impact. 45th Lunar and Planetary Science Conference contribution 1269.

Minor Planet Center. (2016). Consultado el 7 de septiembre de 2016 http:/www.minorplanetcenter.net/ mpc/summary

Popova, O.P., et al. (2013). Chelyabinsk Airburst, Damage Assessment, Meteorite Recovery, and Characterization. Science, 29 Nov., Vol. 342, Issue 6162, 1069.

Rabinowitz, D.L. (1994). Size and Shape of the NEA Belt. Icarus. 111, 364.

Reddya, V., et al. (2014). Chelyabinsk meteorite explains unusual spectral properties of Baptistina Asteroid Family. Icarus. Vol. 237, 116.

Spahr, T. (2014). The International Asteroid Warning Network and the Minor Planet Center. Presentado en First Meeting of the Steering Committee, enero.

Tricarico, P. (2016). The near-Earth asteroid population from two decades of observations. arXiv:1604.06328v2.