NEO’s: Naturaleza y Potencial de Riesgo

15 abril 2011Astro314 comentarios

Lejos de ser el lugar pacífico y seguro que solemos ver en las noches, el espacio que rodea nuestro planeta Tierra es un lugar dinámico y peligroso. La enorme cantidad de cráteres grabados en la superficie lunar no hacen mas que evidenciar que nuestro entorno es objeto de un tránsito importante de objetos celestiales que en condiciones puntuales podrían generar riesgo de impacto. Estos bólidos, llamados NEO’s (Near Earth Objects) son aquellos objetos que circulan en el vecindario orbital de la Tierra y los planetas cercanos, atraídos por la fuerza gravitacional del Sol hacia el Sistema Solar interior.

Mapa de NEO's en el Sistema Solar Interior

Naturaleza y Estimación de la Población de NEOS

De acuerdo a los trabajos realizados por Grant (1998) y Bottke (2002), la estandarización refiere a los NEO’s propiamente tal aquellos objetos cuyas órbitas se mueven en un perihelio mayor o igual a 1.3 UA y un afelio mayor o igual a 0.983 UA. La gran mayoría de los NEO’s tienen su origen en el cinturón principal de asteroides, ubicado entre la órbita de Marte y Jupiter. Yarkovsky (1893) determinó que los cuerpos que poseían movimientos de rotación sobre su eje en el cinturón de asteroides se veían afectados por una fuerza térmica resonante debida a la interacción de la tremenda variación en la temperatura cuando las caras del bólido enfrentaban al sol. Durante muchos años esta teoría fue desmentida por la imposibilidad de comprobación. Sin embargo, las observaciones realizadas durante el siglo XX por las diversas sondas enviadas a Marte, Jupiter, Saturno y los demás planetas exteriores, lograron autentificar la hipótesis. Las observaciones desde la superficie terrestre sobre el asteroide Glevka (NEO 6489) permitieron observar una deriva tan crítica como 15 kms respecto a la órbita normal del objeto, posicionando a la teoría de Yarkovsky como el principal mecanismo de transporte de NEO’s. De acuerdo a observaciones y cálculos actuales, laresonancia secular del cinturón de asteroides, otro de los fenómenos involucrados en la variación orbital de los NEO’s, alcanza niveles lo suficientemente importantes como para transportar objetos en la trayectorial de traslación de la Tierra cada 0.5 Myr (millones de años), con una media de 2 Myr. Otro de los agentes productores de NEO’s ampliamente conocidos son los cometas, que por fuerzas gravitacionales, generalmente aportadas por el Sol y Júpiter han de fracturarse, dejando residuos en la trayectoria de los planetas interiores.

Esquema del Comportamiento Orbital de los NEO's Afectados por la Fuerza Térmica de Yarkovsky

El Riesgo de Impacto

De acuerdo a las estimaciones, el tamaño mínimo que un bólido celeste debe tener para que su impacto con la Tierra pueda tener consecuencias globales es de 1.5-2 kms. El arrivo de objetos de tal amplitud dimensional ocurre aproximadamente una vez cada un millón de años. Sin embargo, objetos de un diámetro igual o mayor a 200 metros podrían tener la energía suficiente como para generar un tsunami equivalente al generado por un terremoto de magnitud 9.0 richter, en el caso de que el impacto sea en el mar, hecho que debería ocurrir con un75% de probabilidad (recordando que 3/4 partes de la superficie terrestre está cubierta por agua). Basados en estas premicias, Morrison (1992) logró establecer modelos matemáticos estadísticos que permiten determinar parámetros claves de la población de NEO’s. El primer modelo predice la cantidad de asteroides mayores en las regiones donde existen NEO’s (específicamente el Sistema Solar interior) tal como se muestra a continuación:

Donde NNEA es el número de asteroides cercanos a la Tierra y D es su diámetro probable. En el caso de aquellos objetos que representan un real riesgo de impacto, Morrison estableció el modelo que se muestra a continuación:

Donde N es el número de PHO (Potentially Hazardous Objects) (Objetos potencialmente peligrosos) y D es su diámetro. Los objetos PHO son considerados como tales cuando su órbita de intersección mínima con la tierra es menor a 0.05 UA.  M.E Shoemaker (1995) logró generar un cuadro resumen en donde se estimó probabilisticamente los valores que se muestran a continuacion:

Producción de cráteres en la Tierra, Venus y la Luna, por Impacto de Asteroides y Cometas

Donde N es es el número de objetos en trayectoria de colisión del planeta, P es la probabilidad de colisión anual por año, A es la superficie de impacto del planeta, V la velocidad de impacto, D es el diámetro del cráter dada la masa normalizada (depende exclusivamente de la resistencia atmosférica del planeta), y R es la razón de producción de cráteres. El valor más importante de esta tabla es P, el cuál es constantemente revisado y actualizado, dada su dependencia con el número diario de NEO’s descubiertos anualmente.

El JPL – NEO Program

En el Laboratorio de Propulsión a Chorro de Pasadena, CA, los científicos de la NASA han creado el sistema más completo de monitoreo y clasificación de NEO’s en el mundo, en el marco del NEOP (NEO’s program). El objetivo de NEOP es proveer de información precisa y oportuna del comportamiento de los NEO’s. Mediante un catálogo virtual es posible acceder a la información astrofísica de cada uno de los objetos empadronados por el programa. A través de la función Orbit Diagrams (http://neo.jpl.nasa.gov/orbits/) es posible revisar de manera virtual la trayectoria de cada uno de los NEO’s catalogados:

Trayectoria Virtual del Famoso Cometa Halley, desde el Simulador del NEO Program

Análisis de la Trayectoria del NEO 2005 YU55

Durante el mes de Abril de 2011, la prensa mundial llenó planas periodísticas con la noticia de un objeto celeste, denominado 2005 YU55, que durante el mes de Noviembre de 2011 transitaría a escasa distancia del planeta Tierra, encendiendo las alarmas. el programa NEO, en un comunicado público presentó el análisis de la trayectoria del bólido, asegurando que, aunque la distancia de aproximación es escasa, 2005 YU55 no representa peligro para la seguridad global. Los datos presentados por el simulador de NEOP son interesantes (http://ssd.jpl.nasa.gov/sbdb.cgi?sstr=2005%20YU55;orb=1;cov=1;log=0;cad=0#elem):

Datos NEO 2005 YU55

En la imagen superior está mostrado el análisis de Earth MOID (Earth Minimum Intersection Distance) que es la distancia mínima calculada de intersección del NEO con la trayectoria terrestre. Si tomamos la UA Internacional = 149.597.870 kms, entonces es posible observar que este objeto transitará a una distancia mínima de la Tierra de 149.597.870*0.00106489=159.305 kms, es decir, aproximadamente un poco más de un tercio que hay entre la distancia de la Tierra a la Luna.

Aunque 160.000 kms parece demasiado en términos cotidianos, en el aspecto astronómico este es un valor despreciable.

Otro dato interesante proporcionado por el simulador refiere a la Magnitud Absoluta (H) del NEO. En el caso de 2005 YU55 H=21.929. Sin embargo, dado que la magnitud absoluta no es un valor muy utilizado para la observación astronómica, obtenemos la Magnitud Aparente (m) utilizando el modelo:

Donde d es la distancia del cuerpo en pársecs (1 parsec = 3.084×10^13 km). Reemplazando los datos, determinamos que la magnitud aparente de 2005 YU55 será, de 16.929, lo que lo hará imperceptible para la observación óptica (el ojo humano puede, en el mejor de los casos, percibir objetos con magnitud aparente igual a 6). Sin embargo, los telescopios en tierra, así como los radiotelescopios ofrecerán una inigualable oportunidad para obtener información trascendental sobre el comportamiento de los NEO’s, que permita entender de mejor manera sus características y su naturaleza, factores críticos que ayudarán finalmente a generar modelos de preparación ante eventualidades que puedan poner en riesgo la integridad de la vida sobre el planeta Tierra.

Astro 2011