Curso de colisión: una discusión sobre los objetos cercanos a la Tierra que amenazan la vida

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A pesar de retornar a publicar nuestro contenido usual, queremos recordarles a nuestros lectores que continuamos firmemente comprometidos a fomentar una comunidad diversa e inclusiva. Tal como estipulado en nuestra declaración, nos encontramos organizando iniciativas para visibilizar comunidades sub-representadas en la astronomía.

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Este post invitado, publicado originalmente en Astrobites, por Alexander Iamartino, un estudiante universitario de la Universidad de Connecticut, como parte de la clase de Fundamentos de Astrofísica Moderna de otoño de 2019 impartida por la profesora Cara Battersby. Alex es estudiante de Ingeniería Física y está buscando seguir una carrera en astrofísica luego de completar su licenciatura. Además de la astrofísica, le gusta jugar fútbol, ​​competir en torneos de golf de disco y practicar tiro con arco.

Imagina por un momento que eres un Tyrannosaurus Rex, que está viviendo en la Tierra 66 millones de años atrás. Eres el depredador alfa, sin rival en fuerza e inteligencia, y gobiernas sobre una vasta selva tropical cerca del océano. Mientras disfrutas de un saurópodo vencido, miras hacia el cielo para ver una enorme esfera de llamas que se precipita hacia el océano. Observas cómo se estrella contra la Tierra. Si hubieras sobrevivido a los efectos de impacto inmediatos, como el mega tsunami de 100 metros de altura, la hambruna resultante y el invierno global, seguramente habría matado (y el 75% de toda la vida en la Tierra). Con este escenario en mente, considera la siguiente pregunta: ¿qué impide que vuelva a ocurrir un evento apocalíptico como este?

Ahora sabemos que los eventos destructivos, como el que extinguió a los dinosaurios, son causados ​​por asteroides y otros objetos celestes que chocan contra la Tierra. El Laboratorio de Propulsión de Jets (JPL, por sus siglas en inglés) de la NASA y el Centro de Estudios de Objetos Cercanos a la Tierra (CNEOS, por sus siglas en inglés) definen oficialmente las diversas categorías de objetos que se encuentran muy cerca de la Tierra. Un objeto cercano a la Tierra (NEO, por sus siglas en inglés) es cualquier cuerpo celeste pequeño cuyo acercamiento más cercano al Sol es 1.3 unidades astronómicas (UA). Esta definición se divide en subcategorías, como los cometas cercanos a la Tierra (NEC), los asteroides cercanos a la Tierra (NEA) y los asteroides potencialmente peligrosos (PHA).

Falsas Alarmas

En los últimos años, hemos tenido algunas llamadas cercanas con objetos cercanos a la Tierra. El meteorito de Chelyabinsk en Rusia es un ejemplo notable de un NEO reciente, que fue noticia en 2013; 1.500 personas tuvieron que buscar atención médica debido a los efectos de su explosión. Más tarde se identificó que se originó a partir de un NEA de clase Apolo. Esta clase de asteroides es la más abundante en nuestro sistema solar y constituye la mayor parte de los asteroides potencialmente peligrosos.

Otro asteroide, el TW1 de 2019, fue observado tres días antes de que sobrevolara la Tierra en octubre pasado. Aunque este objeto tenía solo entre diez y quince metros de tamaño, podría haber creado una cantidad considerable de daño si hubiera atravesado la atmósfera de nuestro planeta y sobrevivido la entrada. Se estima un objeto de este tamaño produce una explosión de aire, una explosión en la atmósfera superior, con una energía cinética equivalente a 82 kilotones de TNT, suficiente para romper ventanas y causar daños moderados a los edificios urbanos.

Evaluando el riesgo de los NEO

Hablando de daños, es importante entender cómo funciona la evaluación de riesgos con los NEO. Actualmente, hay dos escalas que se utilizan para identificar cuán peligrosos son estos objetos en términos de potencial de devastación localizada, regional o global. Las escalas utilizadas se denominan escala Torino y escala de riesgo de impacto técnico de Palermo. La escala de Torino es más cualitativa y se utiliza para transmitir la gravedad de un evento a los medios y al público en general. Esta escala tiene designaciones codificadas por colores que van de 0 a 10, siendo 10 un evento catastrófico a nivel mundial.

Estos valores se basan en la probabilidad de impacto y la energía cinética del objeto. Por otro lado, la escala de Palermo se usa más en el aspecto técnico de la astrofísica. Esta escala es logarítmica y basa sus calificaciones en el riesgo promedio que representa un objeto de un tamaño particular. Ambas escalas ayudan a identificar qué objetos pueden necesitar observarse más de cerca. Las observaciones de los NEO son realizadas en numerosas partes de todo el mundo. En los Estados Unidos, el Programa de Observaciones NEO es un objetivo ordenado por el gobierno dado principalmente a la NASA y las instituciones de investigación, destinado a caracterizar una gran parte de los NEO.

Esta labor se realiza principalmente utilizando dos telescopios: el telescopio espacial Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) y la Instalación de telescopios infrarrojos ubicada en el Observatorio Mauna Kea en Hawai. Sin embargo, otros telescopios estadounidenses más pequeños también contribuyen a esta búsqueda. A nivel internacional, los contribuyentes a la búsqueda de estos objetos incluyen naciones como Chile, Australia, Sudáfrica, el Reino Unido, China, España, Israel y muchos otros. Todos estos observatorios informan los hallazgos al Centro de Planetas Menores de la Unión Astronómica Internacional (IAU, por sus siglas en inglés). Esta organización clasifica, organiza y estudia cuerpos menores en nuestro sistema solar.

La Oficina de Coordinación de Defensa Planetaria de la NASA, recientemente presentada en septiembre de 2019, anunció el inicio de la Misión de Vigilancia NEO, que proporcionará un nuevo telescopio de $600 millones dedicado a la búsqueda de NEO. Este telescopio se lanzará al espacio a fines de 2025 y se ubicará en el punto L1 Lagrange. Esta ubicación es un punto en el espacio donde las fuerzas gravitacionales del Sol y la Tierra permiten que un objeto pequeño permanezca en una posición relativamente constante (con respecto a la Tierra y el Sol). El punto L1 es propicio para las observaciones y encuestas del sistema solar interior, ya que su visualización no está obstruida.

Similar a sus antecesores, esta misión observará en el rango de luz infrarroja. Esta longitud de onda es ideal para la detección de asteroides y cometas. Como ya hemos aprendido en el caso de 2019 TW1, algunos asteroides son difíciles de detectar debido a su tamaño y a la poca luz que reflejan. Pero, pasar por el Sol significa que algunos de estos objetos se calientan hasta el punto en que se detectan fácilmente con óptica infrarroja.

¿Qué pasa si un asteroide amenaza la Tierra?
Sabemos cómo detectar estos objetos, pero ¿qué sucedería si la NASA fuera alertada de un asteroide en curso de colisión con la Tierra? Numerosos ejercicios teóricos han sido puestos a prueba por grupos de defensa planetaria de todo el mundo para prepararse para este evento en particular. Una de esas simulaciones fue el escenario hipotético de impacto de asteroides PDC 2019. Este evento simulado lleva al lector día a día a través de una detección hipotética. Discute los comunicados de prensa al público que siguen, así como los criterios de deflexión calculados necesarios para salvar el planeta.

El método principal de desviación utilizado en la mayoría de los escenarios es el impacto cinético. Se lanzaría una nave espacial impactadora lo antes posible y se establecería para colisionar con el asteroide amenazante. Este método se probará en una situación real bajo la misión Prueba de redireccionamiento de doble asteroide (DART, por sus siglas en inglés) en 2022. Una nave espacial impactadora intentará desviar un sistema de asteroides binario. La nave espacial se estrellará contra un pequeño asteroide que orbita un host más grande, en un intento de cambiar el período orbital del objeto. Esta prueba se llevará a cabo de manera segura a 11 millones de kilómetros de la Tierra, y será observada de cerca por numerosos telescopios terrestres.

Se han propuesto otros métodos de desviación, como la detonación de una bomba atómica, las velas solares y el remolque gravitacional, pero estos métodos aún no se han probado. En los próximos años, es probable que veamos más investigaciones en este campo.

Como pueden ver, estamos en una posición extremadamente delicada cuando se trata de la desviación de un NEO y la prevención de impactos. Si bien podemos detectar los objetos más significativos, todo lo que se necesita es una observación perdida para que una ciudad sea destruida o para que la humanidad deje de existir. Pero no temas, ya que actualmente no se conocen amenazas significativas para nuestro planeta, y esta área de estudio está creciendo gracias a nuestra continua expansión hacia el cosmos.