Calentarse: detectar asteroides cercanos a la Tierra por firma de calor

Investigadores de la NASA revelaron una nueva técnica para detectar asteroides cercanos a la Tierra utilizando sus emisiones infrarrojas en la reunión de abril de APS de 2019

El 15 de febrero de 2013, un objeto se rompió en el cielo sobre la ciudad rusa, Chelyabinsk. La explosión, detectada tan lejos como en la Antártida, fue más poderosa que una explosión nuclear, de 25 a 30 veces más poderosa. Rompió ventanas e hirió a aproximadamente 1200 personas. De hecho, la explosión fue tan intensamente brillante que bien pudo haber eclipsado brevemente al Sol.

Bola de fuego de Cheliábinsk grabada por una dashcam desde Kamensk-Uralsky al norte de Cheliábinsk, donde todavía estaba amaneciendo. (Instituto de la Sociedad Planetaria)

La principal preocupación sobre el evento de Chelyabinsk es que el meteorito involucrado, que se separó de un asteroide más grande, relativamente pequeño, con un diámetro de 17-20 m. Hay muchos objetos mucho más grandes por ahí. Saber exactamente dónde sería de gran ventaja.

Amy Mainzer y sus colegas están investigando la responsabilidad de ubicar tales objetos en la proximidad de la Tierra: los objetos cercanos a la Tierra (NEO) y la cuestión de cómo prevenir un impacto están siendo investigados por la misión de caza de asteroides de la NASA en el Laboratorio de Propulsión a Chorro en Pasadena, California. Han ideado una forma simple pero ingeniosa de detectar a los NEO mientras se lanzan hacia el planeta.

Esta es una colección de imágenes de la nave espacial WISE del asteroide 2305 King, que lleva el nombre de Martin Luther King Jr. El asteroide aparece como una cadena de puntos naranjas porque este es un conjunto de exposiciones que se han agregado para mostrar su movimiento. A través del cielo. Estas imágenes infrarrojas han sido codificadas por colores para que podamos percibirlas con el ojo humano: 3,4 micras se representan en azul; 4.6 micras es verde, 12 micras es amarillo y 22 micras se muestran en rojo. A partir de los datos de WISE, podemos calcular que el asteroide tiene aproximadamente 12.7 kilómetros de diámetro, con una reflectividad del 22%, lo que indica una probable composición pedregosa (NASA)

Mainzer, quien es el investigador principal de la misión, describió el trabajo de la Oficina de Coordinación de Defensa Planetaria de la NASA en la Reunión de abril de la American Physical Society en Denver, incluido el método de reconocimiento NEO de su equipo y cómo ayudará a los esfuerzos para prevenir futuros impactos en la Tierra.

Mainzer dice: "Si encontramos un objeto a solo unos días del impacto, limita en gran medida nuestras opciones, por lo que en nuestros esfuerzos de búsqueda nos hemos centrado en encontrar NEO cuando están más lejos de la Tierra, proporcionando la máxima cantidad de tiempo y apertura una gama más amplia de posibilidades de mitigación ".

¡Te estás calentando!

Localizar NEO no es una tarea fácil. Mainzer lo describe como tratar de detectar un trozo de carbón en el cielo nocturno.

Ella explica: “Los NEO son intrínsecamente débiles porque en su mayoría son realmente pequeños y están muy lejos de nosotros en el espacio.

"Agregue a esto el hecho de que algunos de ellos son tan oscuros como el tóner de la impresora, y tratar de detectarlos contra el negro del espacio es muy difícil".

Esta es una imagen de la misión propuesta de la Cámara de Objetos Cercanos a la Tierra (NEOCam), que está diseñada para encontrar, rastrear y caracterizar los asteroides y cometas que se acercan a la Tierra. Utilizando una cámara infrarroja térmica, la misión mediría las firmas de calor de los NEO independientemente de si son de color claro u oscuro. La carcasa del telescopio está pintada de negro para irradiar eficientemente su propio calor al espacio, y su protector solar le permite observar cerca del Sol donde los NEO en las órbitas más similares a la Tierra pasan gran parte de su tiempo. En el fondo hay un conjunto de imágenes de asteroides del cinturón principal recopilados por la misión prototipo NEOWISE; Los asteroides aparecen como puntos rojos contra las estrellas y galaxias de fondo. (NASA)

En lugar de usar luz visible para detectar objetos entrantes, Mainzer y su equipo en JPL / Caltech trabajaron en cambio con un rasgo característico de los NEO: su calor.

Los asteroides y los cometas son calentados por el sol y por lo tanto brillan intensamente en las longitudes de onda térmicas, infrarrojas. Esto significa que son más fáciles de detectar con el telescopio de exploración de infrarrojos de campo amplio de objetos cercanos a la Tierra (NEOWISE).

Mainzer explica: "Con la misión NEOWISE podemos detectar objetos independientemente de su color de superficie y usarlo para medir sus tamaños y otras propiedades de superficie".

El descubrimiento de las propiedades de la superficie NEO proporciona a Mainzer y sus colegas una idea de cuán grandes son los objetos y de qué están hechos, ambos detalles críticos para montar una estrategia defensiva contra un NEO que amenaza la Tierra.

Por ejemplo, una estrategia defensiva es "empujar" físicamente a un NEO lejos de la trayectoria de impacto de la Tierra. La cuestión es que, para calcular la energía requerida para ese empujón, los detalles de la masa de NEO y, por lo tanto, el tamaño y la composición, son cruciales.

El telescopio espacial NEOWISE detectó el cometa C / 2013 US10 Catalina a gran velocidad por la Tierra el 28 de agosto de 2015. Este cometa se columpió desde la Nube de Oort, la capa de material frío y congelado que rodea al Sol en la parte más distante del sistema solar. más allá de la órbita de Neptuno. NEOWISE capturó el cometa mientras burbujeaba con actividad causada por el calor del sol. El 15 de noviembre de 2015, el cometa hizo su aproximación más cercana al Sol, sumergiéndose dentro de la órbita de la Tierra; Es posible que esta sea la primera vez que este antiguo cometa haya estado tan cerca del Sol. NEOWISE observó el cometa en dos longitudes de onda infrarrojas sensibles al calor, 3.4 y 4.6 micras, que están codificadas por colores como cian y rojo en esta imagen. NEOWISE detectó este cometa varias veces en 2014 y 2015; cinco de las exposiciones se muestran aquí en una imagen combinada que representa el movimiento del cometa a través del cielo. Las copiosas cantidades de gas y polvo arrojadas por el cometa aparecen rojas en esta imagen porque son muy frías, mucho más frías que las estrellas de fondo. (NASA)

Examinar la composición de los asteroides también ayudará a los astrónomos a comprender cómo se formaron las circunstancias bajo las cuales se formó el sistema solar.

Mainzer dice: “Estos objetos son intrínsecamente interesantes porque se cree que algunos son tan antiguos como el material original que componía el sistema solar.

"Una de las cosas que hemos encontrado es que los NEO tienen una composición bastante diversa".

Mainzer ahora está interesado en utilizar los avances en la tecnología de la cámara para ayudar en la búsqueda de NEO. Ella dice: "Estamos proponiendo a la NASA un nuevo telescopio, la Cámara de Objetos Cercanos a la Tierra (NEOCam), para hacer un trabajo mucho más completo de mapear ubicaciones de asteroides y medir sus tamaños".

Por supuesto, la NASA no es la única agencia espacial que intenta comprender los NEO: la misión Hayabusa 2 de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) planea recolectar muestras de un asteroide. En su presentación, Mainzer explica cómo la NASA trabaja con la comunidad espacial global en un esfuerzo internacional para defender el planeta del impacto NEO.