El mayor asteroide damocloide conocido del Sistema Solar

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Los asteroides damocloides, llamados así por que su arquetipo es 5335 Damocles, son núcleos inactivos de cometas de período largo de la familia Halley con órbitas muy excéntricas y periodos muy largos. El 26 de febrero de 2012 se descubrió el mayor de todos los asteroides damocloides, llamado 2012 DR30, con un diámetro de 185 km, enorme comparado con el diámetro típico de estos cuerpos de sólo 8 km. El nuevo damocloide también tiene una órbita excepcional con una excentricidad de 0,9867, una distancia la perihelio de 14,54 UA y un semieje mayor de 1109 UA. Se cree que los damocloides son cometas que se originan en el Nube de Oort y han perdido sus materiales volátiles por desgasificación, pasando a ser cometas extintos. La imagen en falso color que abre esta entrada muestra al nuevo damocloide con un brillante color blanco, pero en realidad su color es rojizo y su albedo astronómico es de sólo 0,08, lo que lo sitúa entre los objetos más oscuros de todo el Sistema Solar (por cierto, los damocloides normalmente no superan un albedo astronómico de 0,04). Un análisis dinámico de su trayectoria orbital indica que ésta es inestable y que adquirió su órbita actual recientemente. El artículo técnico es Cs. Kiss et al., “A portrait of the extreme Solar System object 2012 DR30,” Astronomy and Astrophysics, accepted, arXiv:1304.7112, 26 Apr 2013. 

Francis en ¡Eureka!: El asteroide Apofis no colisionará con la Tierra en el siglo XXI

Dibujo20130113 asteroid 99942 Apophis - Herschel - ESA

El audio de ayer de mi sección ¡Eureka! en La Rosa de los Vientos de Onda Cero lo puedes escuchar siguiendo este enlace. Como siempre, una transcripción con algunos detalles técnicos y enlaces web.

El asteroide Apofis ha sido noticia esta semana. La NASA ha dicho que el “asteroide asesino” como se le llamó en 2004, no colisionará con la Tierra en 2036. El riesgo de colisión es muy pequeño. ¿Puede colisionar Apofis contra la Tierra en este siglo? Con los datos conocidos a día de hoy solo podemos dar una probabilidad de impacto aproximada. El asteroide 99.942, Apofis, tiene una trayectoria que le hará pasar cerca de la Tierra 16 veces en el siglo XXI (19 hasta 2105), pero la probabilidad de colisión que ha calculado la NASA es muy baja en todas ellas. El 29 de diciembre de 2012, Apofis pasó “cerca” de la Tierra, a unos 14,5 millones de kilómetros, una décima parte de la distancia entre la Tierra y el Sol. Gracias a las nuevas observaciones de varios telescopios se ha reducido la probabilidad de impacto el 13 de abril de 2036 a solamente 1 entre 11 millones, una probabilidad de riesgo muy pequeña. Por tanto podemos asegurar que no habrá impacto en 2036. Durante todo el siglo XXI, la probabilidad de impacto mayor, calculada a día de hoy, es para el acercamiento a la Tierra del 12 de marzo de 2068 cuya probabilidad de impacto será de 1 entre 189.000 (también bastante pequeña y esta probabilidad se espera que bajará más en futuras observaciones). El riesgo de colisión en el siglo XXI es muy, muy bajo. Los interesados pueden consultar una página web de la NASA para conocer el riesgo de impacto en detalle: NASA Near Earth Object Program – Impact Risk Table99942 Apophis (2004 MN4) Earth Impact Risk.

¿Cómo se ha calculado el nuevo valor de la probabilidad de impacto? El nuevo cálculo de la probabilidad de impacto contra la Tierra de Apofis se ha obtenido tras analizar 444 observaciones ópticas desde 2004, 2 observaciones de radar y 5 medidas de Doppler. Estimar la probabilidad de impacto de un asteroide requiere conocer en detalle el tamaño, la forma tridimensional, la composición de los materiales de los que está hecho y lo más importante, si está rotando sobre cierto eje. Apofis es un asteroide tan pequeño que determinar si está rotando y cómo está rotando es muy difícil con observaciones desde la Tierra. Tenemos que enviar una sonda espacial para observarlo desde cerca. La ESA (Agencia Europea del Espacio) tiene en fase de planificación una misión llamada Don Quijote que enviará hacia Apofis una sonda orbital llamada Sancho y una sonda de impacto llamada Hidalgo. Sancho nos permitirá conocer las propiedades de Apofis con gran precisión y podremos estimar mucho mejor cuando podría impactar contra la Tierra, si es que lo hará algún día. La misión Don Quijote todavía no tiene fecha de lanzamiento, pero se espera que sea en 2015 o en 2016.

¿No hay ningún observatorio o telescopio espacial capaz de medir estas propiedades antes del lanzamiento de Don Quijote, por ejemplo el telescopio espacial Hubble? Los asteroides pequeños como Apofis son tan pequeños que el telescopio espacial Hubble, que está en órbita a solo 593 km de la superficie de la Tierra, no es capaz de verlos con suficiente detalle. Otros observatorios espaciales más lejanos también más posibilidades cuando están cerca del asteroide. Esta semana se ha publicado que el observatorio espacial Herschel de la ESA que está en el punto de Lagrange L2 (a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra) ha podido observar a Apofis. Gracias a Herschel se ha descubierto que Apofis es más grande de lo que se pensaba. Su diámetro es de 325  metros (con un error de 15 metros, es decir, entre 305 y 340 metros). El valor anterior era de 270 metros de diámetro pero con un error grande, de unos 60 metros, es decir, entre 210 y 330 metros. El aumento del 20% en el diámetro se traduce en un aumento del 75% en el volumen y masa del asteroide, luego implica una mayor capacidad destructiva en caso de impacto. Pero la clave es conocer la forma tridimensional y sobre todo cómo rota el asteroide Apofis y para saberlo habrá que esperar a la misión Don Quijote de la ESA.

¿Por qué es necesario saber si el satélite Apofis rota sobre su eje para estimar con detalle su trayectoria futura? Las órbitas de los objetos pequeños en el Sistema Solar que están en rotación sobre algún eje se modifican por el llamado efecto de Yarkovsky, el efecto del cambio entre el “día” (la cara iluminada) y la “noche” (la cara en sombra). La superficie iluminada está más caliente por la “tarde” y en las primeras horas de la “noche”, que durante la “mañana” o en plena “noche”. El resultado es que la cara del “anochecer” irradia más calor que la cara del “amanecer”, generando una fuerza en virtud de la presión de radiación en dirección opuesta a la cara del “amanecer”. Este empuje modifica la órbita poco a poco, por lo que estimar la trayectoria de asteroides como Apofis más allá de un siglo es casi imposible sin conocer en detalle su forma tridimensional y su velocidad de rotación. La única manera de estimar la magnitud del efecto de Yarkovsky es estudiar la trayectoria del satélite con muchas observaciones comparando la posición observada con las estimaciones teóricas utilizando ordenadores. Aún así estas estimaciones requieren muchas observaciones, por ello conforme pasa el tiempo las probabilidades de impacto se calculan con mayor precisión.

¿Cuál es el asteroide conocido con mayor riesgo de impacto en este siglo? Se conocen unos 8800 asteroides cercanos a la Tierra (NEA) pero solo unos 1300 capaz de chocar con nuestro planeta algún día. Se sabe que tiene que haber muchos más (las estimaciones del telescopio espacial WISE de la NASA apuntan a unos 21000 NEA con un tamaño superior a los cien metros). Con los datos disponibles, a día de hoy, hay dos asteroides calificados con nivel 1 en la Escala de Turín en la Relación de Objetos de Riesgo Cercanos a la Tierra. Un asteroide descubierto en 2007 llamado VK184 que podría impactar con la Tierra en junio de 2048 con una probabilidad de 1 entre 1800 según la NASA (más detalles en la web de la NASA). Y el asteroide descubierto en 2011 llamado 2011 AG5 que pasará muy cerca de la Tierra en febrero de 2040 y tiene una probabilidad menor del 1% (más detalles en el blog de Daniel Marín). Ambos son más pequeños que Apofis, con menos de 140 metros de diámetro. Nuevas observaciones refinarán sus parámetros orbitales y nos permitirán estimar mejor su riesgo. Por ejemplo, 2011 AG5 se encuentra demasiado cerca del Sol visto desde la Tierra y hasta otoño de 2013 no habrá condiciones de visibilidad que permitan nuevas observaciones. Por ahora, todo indica que durante el siglo XXI no habrá ningún impacto catastrófico de ningún asteroide cercano a la Tierra.

Lo dicho, si te apetece escuchar el audio de ayer sigue este enlace.

Seis artículos en Science analizan el polvo del asteroide Itokawa traído a la Tierra por la sonda Hayabusa de la agencia espacial japonesa

El éxito de las misiones científicas espaciales tiene dos caras, que el experimento llegue a iniciarse y que los resultados ofrezcan alguna sorpresa que justifique la misión espacial. No siempre el éxito es doble. Lanzada en 2003, la sonda espacial Hayabusa alcanzó el asteroide Itokawa 25143 en 2005, tomando unas 1500 motas de polvo en una cápsula hermética que regresó a la Tierra en junio de 2010. Todo un tesoro para la Agencia de Exploración Espacial Japonesa, que había ensayado durante dos años cómo analizar dichas muestras sin contaminarlas. Itokawa 25143 es un asteroide cercano a la Tierra de tipo S (de silicio), típico del cinturón de asteroides más cercano a la Tierra. Gracias a las medidas espectroscópicas (la luz que se refleja en su superficie) se sabía que están hechos del mismo material que los meteoritos condríticos encontrados en la Tierra. Los científicos ya lo sabían, pero tenían que estar seguros. El nuevo análisis confirma dos cosas del tipo de quien fue primero el huevo o la gallina: por un lado, se demuestra que los asteroides son objetos arcaicos del sistema solar primitivo porque están formados por condritas; por otro lado, se confirma que las condritas son ejemplos de los materiales más antiguos del sistema solar. Una misión de 7 años que fue muy discutida cuando se creyó (durante 5 años) que las muestras podrían haberse contaminado durante el retorno a la Tierra. El análisis final parece indicar que no estaban contaminadas (porque tienen al composición que se esperaba que tuvieran). Repito lo dicho, el éxito de las misiones científicas espaciales tiene dos caras y en este caso solo podemos disfrutar de una de ellas, la otra, confirmar lo que ya se sabía, no ha ofrecido ninguna sorpresa. ¿Ha merecido la pena la misión? Sí, sin lugar a dudas.

Nos lo ha contado Alexander N. Krot, “Planetary Science: Bringing Part of an Asteroid Back Home,” Perspective, Science 333: 1098-1099, 26 August 2011. Los seis artículos científicos son Tomoki Nakamura et al., “Itokawa Dust Particles: A Direct Link Between S-Type Asteroids and Ordinary Chondrites,” Science 333: 1113-1116, 26 August 2011; Hisayoshi Yurimoto et al., “Oxygen Isotopic Compositions of Asteroidal Materials Returned from Itokawa by the Hayabusa Mission,” Science 333: 1116-1119, 26 August 2011; M. Ebihara et al., “Neutron Activation Analysis of a Particle Returned from Asteroid Itokawa,” Science 333: 1119-1121, 26 August 2011; T. Noguchi et al., “Incipient Space Weathering Observed on the Surface of Itokawa Dust Particles,” Science 333: 1121-1125, 26 August 2011; Akira Tsuchiyama et al., “Three-Dimensional Structure of Hayabusa Samples: Origin and Evolution of Itokawa Regolith,” Science 333: 1125-1128, 26 August 2011; y Keisuke Nagao et al., “Irradiation History of Itokawa Regolith Material Deduced from Noble Gases in the Hayabusa Samples,” Science 333: 1128-1131, 26 August 2011.

 

Las 1500 partículas de polvo analizadas están formadas por 5 minerales (algunos comunes en la Tierra y otros no). La combinación concreta de minerales observada no corresponde a ninguna roca terrestre lo que confirma que las partículas de polvo no han sido contaminadas durante su viaje de retorno a la Tierra. Ya se sabía la composición de los asteroides de tipo S  (gracias al análisis de sus espectros de reflexión) y las muestras la confirman de forma definitiva. La composición es similar a la de muchas condritas ordinarias pero no coincide de forma exacta con ellas. Según los autores la erosión por exposición a las condiciones del espacio (space weathering; gracias César por la aclaración) es la responsable de esta diferencia. Por ello, las muestras del asteroide permitirán estudiar y comprender mejor la erosión espacial en el interior del sistema solar (ya había sido estudiada en la Luna y Marte).

La agencia espacial japonesa lanzará en 2014 una nueva misión Hayabusa 2 que repetirá la hazaña en un asteroide de tipo C  (de carbono). Se espera que el número de muestras recogidas sea mayor. Dado que los asteroides de tipo C son muy ricos en agua y en materiales orgánicos, se espera obtener información muy relevante sobre el origen del agua y de la vida en el Sistema Solar.

PS (28 ago. 2011): Recomiendo la lectura de la entrada de César, “Resultados de Hayabusa: el origen de los meteoritos y los asteroides menguantes,” Experentia Docet, 26 agosto 2011. Para abrir boca, el primer párrafo de su estupenda entrada es “Uno de los logros más impresionantes de la astroquímica (cosmoquímica si somos puristas) acaba de adquirir carta de naturaleza con la publicación en Science de una serie de 6 artículos con los resultados de los análisis completos de unas 1500 partículas, de entre 3 y 180 µm de tamaño, recogidas directamente de la superficie de un asteroide por la sonda japonesa Hayabusa. Los datos confirman que los meteoritos que se encuentran más frecuentemente en la Tierra, las condritas, provienen de los denominados asteroides de tipo S (los rocosos, compuestos de silicio fundamentalmente) y que los asteroides disminuyen su tamaño como consecuencia de la erosión espacial, que también explica las anomalías espectrales observadas.”

El asteroide Pallas desde las imágenes del Hubble a las recreaciones artísticas en artículos técnicos

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La imagen que abre esta entrada son las mejores imágenes disponibles del segundo cuerpo más grande del cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter en el Sistema Solar, llamado Pallas. Dichas imágenes fueron obtenidas en 2007 por el telescopio espacial Hubble. Las siguientes son reconstrucciones por ordenador a partir de dichas imágenes. Todo bien hasta ahí. Sin embargo, me soprende el gran número de recreaciones artísticas de la superficie de Pallas que aparecen en los medios, muy alejadas de lo que realmente ha sido observado. El propio artículo técnico, publicado hoy en Science, presenta varias imágenes vistosas obtenidas por reconstrucción tridimensional y mucho Photoshop que maquillan las reconstrucciones 3D cual se maquilla la cara de una modelo de portada de revista. Me resulta increíble que los especialistas tengan que recurrir a dichas imágenes retocadas incluso en artículos técnicos como B. E. Schmidt et al. “The Shape and Surface Variation of 2 Pallas from the Hubble Space Telescope,” Science 326: 275-278, 9 October 2009.

La forma de Pallas es de un elipsoide con radios 291 (±9), 278 (±9), y 250 (±9) kilómetros, lo que implica una densidad de 2400 (±250) kilogramos por metro cúbico, es decir, un cuerpo formado por un material rico en agua. El único cráter que se observa realmente en las imágenes del Hubble es un crácter de impacto con un diámetro de  240 (±25) kilómetross. Sin embargo, el propio artículo técnico presenta la siguiente imagen (izquierda), con detalles de cráteres minúsculos, que verlos, verlos, no los ha visto nadie y son sólo parte de la imaginación del artista que ha utilizado Photoshop para maquillar su superficie.

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¿Realmente un artículo científico técnico requiere dicho maquillaje de las imágenes? ¿Maquillar los resultados experimentales no es científicamente reprobable? Ahí os dejo estas preguntas para la reflexión.