Una investigación, liderada por Nair Trógolo, astrónoma del Observatorio Astronómico de Córdoba (OAC-UNC) y becaria de Conicet, se concentró en Didymos, un sistema binario de asteroides ubicado aproximadamente, en su pasaje más cercano, a diez millones de km de la Tierra. El obejtivo del estudio es conocer si Didymos está eyectando material fuera de su órbita.
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Los asteroides cercanos a la Tierra (Near Earth Asteroids o NEA, por sus siglas en inglés) son aquellos que se encuentran a menos de 1.3 unidades astronómicas de nuestro planeta (alrededor de 350 millones de kilómetros de distancia). La mayoría son inofensivos y sólo “pasan cerca”. Pero otros, debido a su tamaño y a la distancia, representan una amenaza potencial por las consecuencias de un eventual impacto contra la superficie terrestre.
Es por eso que gran parte de la comunidad científica mundial y agencias espaciales como la Agencia Espacial Europea (ESA) y la NASA tienen programas de monitoreo y estudio de estos objetos celestes.
Existen diversos tipos de asteroides según su espectro y composición. Por su estructura interna, podemos diferenciar a los asteroides monolíticos y a los “pilas de escombro”. La característica principal de estos últimos es que se formaron a partir de los restos que dejó la colisión catastrófica entre asteroides de gran tamaño. Son, literalmente, un aglutinado de rocas individuales e irregulares, que sólo se encuentran unidas por atracción gravitatoria y fuerzas de rozamiento.
En general, las pilas de escombros son pequeñas, con diámetros menores a diez kilómetros. De acuerdo a la teoría, cuando la velocidad de rotación sobre su eje es muy elevada (menor a 2,2 horas), la fuerza centrífuga es mayor a la gravitatoria y, en consecuencia, tenderían a expulsar material. Pero en ciertos casos esto no se ha observado. Una de las preguntas, aún sin respuesta, es: ¿cómo logran mantener su forma y por qué no se desintegran?
La investigación liderada por Trógolo aportó una posible respuesta. Didymos está compuesto por Didymos A (el principal, de 780 metros de diámetro) y Dimorphos (de sólo 160 metros de diámetro), que se encuentra orbitando al primero. Su elección como objeto de estudio no es casual. La Nasa y la ESA enviaron de manera conjunta la sonda experimental Dart y enviarán en 2024 la misión Hera para estudiar su composición y su estructura interna.
El estudio realizado en el Observatorio Astronómico de Córdoba (OAC) tiene un objetivo fundamental para las agencias que enviarán la misión Hera: conocer si Didymos está eyectando material fuera de su órbita, lo que permitiría programar la trayectoria de la sonda para resguardarla de posibles colisiones con estos fragmentos desperdigados en el espacio cercano.
Arrojando piedras al cielo
Con simulaciones computacionales, Trógolo analizó las fuerzas a las que está expuesto un fragmento de roca en la superficie del asteroide principal, particularmente en la zona del ecuador.
Para esa región logró determinar que si la fuerza centrífuga provocada por la rotación –la que “arroja” el material hacia el espacio– era mayor que la gravitatoria –la que intenta mantener a la roca pegada a la superficie–, ese peñasco se despegaba de la superficie y comenzaba a orbitar el asteroide por un tiempo. Sin embargo, prácticamente, la mayoría de las veces ese pedrusco volvía a caer sobre el asteroide.
“Es decir, Didymos podría estar perdiendo rocas de la superficie constantemente. Ahora, ¿qué ocurre luego con ellas? En el 97% de los casos volvían a aterrizar en la superficie de Didymos, de donde eventualmente despegarían de nuevo, en ciclos de eyección y caída, manteniendo así un cierto equilibrio en el sistema”, explica Trógolo a Argentina Investiga.
Las pruebas con los códigos numéricos también revelaron que en la fase de expulsión unas pocas piedras seguían su viaje y aterrizaban en Dimorphos, mientras otras huían completamente del sistema. Las rocas más grandes, en tanto, quedaban orbitando a Didymos, formando un disco poco denso de partículas en el ecuador”, señala la científica.
“En las simulaciones observamos un disco alrededor del asteroide que no es muy estable, que se mantiene ahí porque todo el tiempo hay intercambio de partículas: mientras constantemente unas son eyectadas, otras vuelven a la superficie, otras se van del sistema y otras caen en el asteroide secundario”, completa la autora de la investigación.
Los resultados obtenidos en el estudio de Trógolo podrían ser confirmados con datos de la misión Dart (Double Asteroid Redirection Test), primera acción de defensa planetaria en la cual, mediante una colisión programada, se modificó la órbita de un cuerpo celeste en el espacio.
La sonda Dart, de la Nasa, fue lanzada contra Dimorphos, el asteroide pequeño de este sistema binario, en noviembre de 2021. Viajaba equipada con una cámara conocida como Draco y un pequeño satélite diseñado para captar imágenes de la colisión, llamado Licia CubeSat, evento que finalmente ocurrió en septiembre de 2022.
Las imágenes capturadas en ese momento todavía se encuentran en análisis, pero podrían aportar los primeros indicios para comprobar la hipótesis de eyección de material propuesta en la investigación conducida por Trógolo.
La respuesta definitiva llegará en 2026, cuando la sonda Hera llegue hasta el sistema binario para estudiarlo de cerca.
Desviando asteroides
Grupos científicos, junto a programas de ciencia ciudadana coordinados por agencias espaciales en todo el mundo trabajan para identificar y rastrear asteroides que podrían impactar en la Tierra. Para prevenir estos eventos catastróficos se desarrollaron programas de vigilancia, como Near-EarthObject, de la Nasa.
La mayoría de los NEAs son pequeños y no representan una amenaza significativa. Sin embargo, hay un pequeño número de “objetos potencialmente peligrosos” que tienen un diámetro mayor a 140 metros y una trayectoria orbital que los acerca a nuestro planeta. Estos son monitoreados en forma permanente.
Una posible solución para evitar una colisión sería alterar su rumbo utilizando técnicas como la gravedad o la energía cinética. En efecto, uno de los objetivos de la misión Dart es probar una técnica llamada “impacto cinético”.
Esta estrategia apunta a cambiar la trayectoria de un asteroide haciendo colisionar una nave espacial contra él. En la actualidad, esa alternativa es considerada una opción viable para proteger a la Tierra de posibles impactos en el futuro.
El artículo científico
Lifted particles from the fast spinning primary of the Near-Earth Asteroid (65803) Didymos
Este trabajo se desarrolló durante una estancia de investigación en la Universidad de Alicante, España. Junto con miembros del equipo de investigación de la misión Dart (Double Asteroid Redirection Test) de la Nasa.
Autoría: Nair Trógolo a,b,c; Adriano Campo Bagatina, d; Fernando Morenoe, Paula G. Benavideza, d.
a – Instituto de Física Aplicada a las Ciencias y la Tecnología, Universidad de Alicante, España.
b - Observatorio Astronómico, Universidad Nacional de Córdoba.
c – Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (Conicet), Argentina.
d – Departamento de Física, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal, Universidad de Alicante, España.
e – Instituto de Astrofísica de Andalucía – CSIC, España.
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Imagen de portada: Nasa/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory.