13.2: Asteroides y Defensa Planetaria
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Objetivos de aprendizaje
Al final de esta sección, podrás:
- Reconocer la amenaza que representan los objetos cercanos a la Tierra para la Tierra
- Discutir posibles estrategias defensivas para proteger nuestro planeta
No todos los asteroides están en el cinturón principal de asteroides. En esta sección, consideramos algunos grupos especiales de asteroides con órbitas que se acercan o cruzan la órbita de la Tierra. Estos plantean el riesgo de una colisión catastrófica con nuestro planeta, como la colisión hace 65 millones de años que mató a los dinosaurios.
Asteroides acercándose a la Tierra
Los asteroides que se alejan lejos del cinturón principal son de interés principalmente para los astrónomos. Pero los asteroides que llegan hacia adentro, especialmente aquellos con órbitas que se acercan o cruzan la órbita de la Tierra, son de interés para los líderes políticos, los planificadores militares, de hecho, todos los que viven en la Tierra. Algunos de estos asteroides se convierten brevemente en el objeto celeste más cercano a nosotros.
En 1994, un objeto de 1 kilómetro fue recogido pasando más cerca que la Luna, provocando un revuelo de interés en los medios noticiosos. Hoy en día, es rutina leer de pequeños asteroides que se acercan tan a la Tierra. (Siempre estuvieron ahí, pero sólo en los últimos años los astrónomos han podido detectar objetos tan débiles).
En 2013, un pequeño asteroide golpeó nuestro planeta, cruzando el cielo sobre la ciudad rusa de Chelyabinsk y explotando con la energía de una bomba nuclear (Figura\(\PageIndex{1}\)). El impactador era un objeto pedregoso de unos 20 metros de diámetro, explotando unos 30 kilómetros de altura con una energía de 500 kilotones (unas 30 veces más grandes que las bombas nucleares lanzadas sobre Japón en la Segunda Guerra Mundial). Nadie resultó herido por la explosión en sí, aunque brevemente se volvió tan brillante como el Sol, atrayendo a muchos espectadores a las ventanas de sus oficinas y hogares. Cuando la onda explosiva de la explosión llegó entonces al pueblo, voló las ventanas. Alrededor de 1500 personas tuvieron que buscar atención médica por las lesiones del cristal destrozado.
Una explosión atmosférica mucho mayor tuvo lugar en Rusia en 1908, causada por un asteroide de unos 40 metros de diámetro, liberando una energía de 5 megatones, tan grandes son las armas nucleares más poderosas de la actualidad. Afortunadamente, la zona directamente afectada, en el río Tunguska en Siberia, estaba despoblada, y nadie resultó muerto. Sin embargo, el área de bosque destruida por la explosión fue grande igual al tamaño de una ciudad importante (Figura\(\PageIndex{1}\)).
Junto con cualquier cometa que se acerque a nuestro planeta, tales asteroides son conocidos colectivamente como objetos cercanos a la Tierra (NEO). Como veremos (y como descubrieron los dinosaurios hace 65 millones de años) la colisión de un NEO de tamaño significativo podría ser una catástrofe para la vida en nuestro planeta.
Visita el video recopilatorio del meteoro de Cheliábinsk que recorría el cielo sobre la ciudad el 15 de febrero de 2013, tal como lo tomaron personas que se encontraban en la zona cuando ocurrió.
Mira este video de una plática no técnica de David Morrison para ver “El meteorito de Chelyabinsk: ¿Podemos sobrevivir a un impacto más grande?” El Dr. Morrison (Instituto SETI y NASA Ames Research Center) discute el impacto de Chelyabinsk y cómo aprendemos sobre los NEO y nos protegemos; la charla es de la serie Silicon Valley Astronomy Lectures.
Los astrónomos han instado a que el primer paso para proteger a la Tierra de futuros impactos de los OCT debe ser conocer qué potenciales impactadores hay ahí fuera. En 1998, la NASA inició el Spaceguard Survey, con el objetivo de descubrir y rastrear el 90% de los asteroides que se acercan a la Tierra mayores a 1 kilómetro de diámetro. Se seleccionó el tamaño de 1 kilómetro para incluir todos los asteroides capaces de causar daños globales, no meramente efectos locales o regionales. A 1 kilómetro o más, el impacto podría arrojar tanto polvo a la atmósfera que la luz del sol se atenuaría durante meses, causando fallas globales de cultivos, un evento que podría amenazar la supervivencia de nuestra civilización. El objetivo del 90% de la Guardia Espacial se alcanzó en 2012 cuando se habían encontrado cerca de mil de estos asteroides cercanos a la Tierra (NEAs) de 1 kilómetro, junto con más de 10 mil asteroides más pequeños. La figura\(\PageIndex{2}\) muestra cómo el ritmo de los descubrimientos de NEA ha ido aumentando en los últimos años.
¿Cómo sabían los astrónomos cuándo habían descubierto el 90% de estos asteroides? Existen varias formas de estimar el número total, incluso antes de que fueran localizados individualmente. Una forma es observar el número de cráteres grandes en la maria lunar oscura. Recuerda que estos cráteres fueron hechos por impactos igual que los que estamos considerando. Se conservan en la superficie sin aire de la Luna, mientras que la Tierra pronto borra las huellas de impactos pasados. Así, el número de cráteres grandes en la Luna nos permite estimar la frecuencia con la que se han producido impactos tanto en la Luna como en la Tierra en los últimos miles de millones de años. El número de impactos está directamente relacionado con el número de asteroides y cometas en órbitas que cruzan la Tierra.
Otro enfoque es ver con qué frecuencia los levantamientos (que son búsquedas automatizadas de puntos de luz tenues que se mueven entre las estrellas) redescubren un asteroide previamente conocido. Al inicio de una encuesta, todos los NEA que encuentre serán nuevos. Pero a medida que la encuesta se vuelva más completa, cada vez más de los puntos móviles que graban las cámaras de encuesta serán redescubrimientos. Cuantos más redescubrimientos experimente cada encuesta, más completo debe ser nuestro inventario de estos asteroides.
Nos ha aliviado encontrar que ninguno de los NEAs descubiertos hasta ahora está en una trayectoria que impactará a la Tierra en un futuro previsible. Sin embargo, no podemos hablar por el puñado de asteroides de más de 1 kilómetro que aún no se han encontrado, ni por los mucho más numerosos más pequeños. Se estima que hay un millón de NEAs capaces de golpear la Tierra que son menores de 1 kilómetro pero aún lo suficientemente grandes como para destruir una ciudad, y nuestras encuestas han encontrado menos del 10% de ellos. Los investigadores que trabajan con órbitas de asteroides estiman que para asteroides más pequeños (y por lo tanto más débiles) aún no estamos rastreando, tendremos una advertencia de aproximadamente 5 segundos de que uno va a golpear la Tierra, es decir, no la veremos hasta que entre a la atmósfera. Claramente, esta estimación nos da mucha motivación para continuar con estas encuestas para rastrear tantos asteroides como sea posible.
Aunque completamente predecibles a lo largo de algunos siglos, las órbitas de los asteroides que se acercan a la Tierra son inestables durante largos períodos de tiempo ya que son arrastrados por las atracciones gravitacionales de los planetas. Estos objetos eventualmente se encontrarán con uno de dos destino: o impactarán en uno de los planetas terrestres o el Sol, o serán expulsados gravitacionalmente del sistema solar interno debido a un encuentro cercano con un planeta. Las probabilidades de estos dos resultados son aproximadamente las mismas. La escala de tiempo para impacto o eyección es de solo unos cien millones de años, muy corta en comparación con la edad de 4 mil millones de años del sistema solar. Los cálculos muestran que solo aproximadamente una cuarta parte de los asteroides actuales que se acercan a la Tierra eventualmente terminarán colisionando con la Tierra misma.
Si la mayor parte de la población actual de asteroides que se acercan a la Tierra será eliminada por impacto o eyección en cien millones de años, debe haber una fuente continua de nuevos objetos para reponer nuestro suministro de NEAs. La mayoría de ellos provienen del cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter, donde las colisiones entre asteroides pueden expulsar fragmentos a órbitas que cruzan la Tierra (ver Figura\(\PageIndex{3}\)). Otros pueden ser cometas “muertos” que han agotado sus materiales volátiles (que discutiremos en la siguiente sección).
Una de las razones por las que los científicos están interesados en la composición y estructura interior de los NEAs es que los humanos probablemente necesitarán defenderse contra el impacto de un asteroide algún día. Si alguna vez encontramos uno de estos asteroides en curso de colisión con nosotros, tendríamos que desviarlo para que se pierda la Tierra. La forma más sencilla de desviarlo sería estrellar una nave espacial contra ella, ya sea ralentizándola o acelerándola, cambiando ligeramente su período orbital. Si esto se hiciera varios años antes de la colisión prevista, el asteroide perdería por completo el planeta, haciendo que un impacto de asteroide fuera el único peligro natural que podríamos eliminar por completo mediante la aplicación de la tecnología. Alternativamente, tal deflexión podría hacerse explotando una bomba nuclear cerca del asteroide para desviarlo de rumbo.
Para lograr una deflexión exitosa por cualquiera de las dos técnicas, necesitamos conocer más sobre la densidad y la estructura interior del asteroide. Un impacto de una nave espacial o una explosión cercana tendría un mayor efecto en un asteroide rocoso sólido como Eros que en una pila de escombros sueltos. Piense en escalar una duna de arena en comparación con escalar una colina rocosa con la misma pendiente. En la duna, gran parte de nuestra energía se absorbe en la arena resbaladiza, por lo que la subida es mucho más difícil y requiere más energía.
Existe un creciente interés internacional en el problema de los impactos de asteroides. Naciones Unidas ha formado dos comités técnicos de defensa planetaria, reconociendo que todo el planeta está en riesgo de impactos de asteroides. Sin embargo, el problema fundamental sigue siendo el de encontrar NEAs a tiempo para tomar medidas defensivas. Debemos poder encontrar al siguiente impactador antes de que nos encuentre. Y ese es un trabajo para los astrónomos.
Conceptos clave y resumen
Los asteroides cercanos a la Tierra (NEAs), y los objetos cercanos a la Tierra (NEO) en general, son de interés en parte debido a su potencial para golpear la Tierra. Están en órbitas inestables, y en escalas de tiempo de 100 millones de años, o impactarán a uno de los planetas terrestres o al Sol, o serán expulsados. La mayoría de ellos probablemente provienen del cinturón de asteroides, pero algunos pueden ser cometas muertos. La Encuesta de Guardia Espacial de la NASA ha encontrado 90% de los NEAs de más de 1 kilómetro, y ninguno de los encontrados hasta ahora está en curso de colisión con la Tierra. Los científicos están trabajando activamente en posibles tecnologías para la defensa planetaria en caso de que algún NEO se encuentre en curso de colisión con la Tierra años de anticipación. Por ahora, la tarea más importante es continuar con nuestras encuestas, para que podamos encontrar el próximo impactador de la Tierra antes de que nos encuentre.
Glosario
- Objeto cercano a la Tierra (NEO)
- un cometa o asteroide cuyo camino se cruza con la órbita de la Tierra
- Asteroide cercano a la Tierra (NEA)
- un asteroide que se aproxima a la Tierra, uno cuya órbita podría llevarlo a un curso de colisión con nuestro planeta