Un nuevo método permite detectar con tiempo los asteroides más peligrosos para la Tierra

Hace 66 millones de años, el asteroide que acabó con los dinosaurios (y con el 80% de las especies vivas del planeta) tenía unos 10 km de diámetro. Y si un 'monstruo' de ese calibre se nos estuviera acercando ahora, nuestra tecnología podría detectarlo incluso con años de antelación, es decir, con tiempo suficiente para poder defendernos. Pero la estadística nos dice que impactos tan masivos contra la Tierra solo se producen entre cada 100 y 500 millones de años. Rocas mucho más pequeñas, sin embargo, digamos del tamaño de un autobús, pueden chocar contra la Tierra con una frecuencia mucho mayor, de meses o de pocos años. Y lo peor es que a muchas de ellas ni siquiera las vemos venir.

Estos asteroides de sólo algunas decenas de metros, además, tienen más probabilidades de escapar del cinturón de asteroides principal y acercarse a la Tierra que los más grandes. Y si finalmente impactan, cosa que a menudo hacen sin previo aviso, estas pequeñas pero poderosas rocas espaciales pueden enviar ondas de choque a través de regiones enormes, como sucedió, por ejemplo, en Tunguska, Siberia, en 1908 y, más recientemente, en 2013, sobre la ciudad rusa de Chelyabinsk, en los Urales.

Se ha estimado que el primero de estos dos objetos, el de Tunguska, tenía un diámetro de unos 40 metros y que explotó a unos 10 km de altura, pero aún así arrasó miles de árboles de la tundra siberiana en un radio de 2.000 km. El segundo, de alrededor de 20 metros, estalló a unos 20 km de altura y su onda expansiva liberó una energía de 500 kilotones (treinta veces más que la bomba de Hiroshima), rompió miles de cristales y causó casi 1.500 heridos. No cabe duda, pues, que ser capaces de detectar pequeños asteroides con tiempo, cuando aún están en el cinturón principal, sería una gran ventaja a la hora de diseñar estrategias para protegernos de ellos. Y ahora, un equipo de astrónomos del MIT (Instituto de Tecnología de Massachusetts) acaba de hacer precisamente eso.

Bajo la dirección de Artem Burdanov, los investigadores han encontrado una forma de detectar asteroides muy pequeños, de hasta 10 metros de diámetro, dentro del cinturón principal, un vasto anillo de escombros entre las órbitas de Marte y Júpiter donde los asteroides, de todos los tamaños, se cuentan por millones. Hasta ahora, los asteroides más pequeños que los científicos habían conseguido detectar tenían alrededor de un kilómetro de diámetro. El mayor de todos, Ceres, con sus casi 1.000 km, es tan grande que se le ha clasificado como planeta enano.

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En un artículo recién publicado en 'Nature', Burdanov y sus colegas explican cómo un nuevo método les ha permitido descubrir más de 130 nuevos asteroides de apenas unas decenas de metros en el cinturón principal. Las rocas espaciales detectadas varían desde el tamaño de un autobús hasta el de varios estadios de ancho y son los asteroides más pequeños dentro del cinturón que se han conseguido observar hasta la fecha. El mismo método, dicen los autores, se puede utilizar también para identificar y rastrear asteroides que hayan abandonado el cinturón y se dirijan a la Tierra.

«Hasta ahora -dice Bursanov- solo podíamos detectar objetos de 10 metros cuando estaban muy cerca de la Tierra. Ahora tenemos una forma de detectar estos pequeños asteroides cuando están mucho más lejos, por lo que podemos realizar un seguimiento orbital más preciso, lo cual es clave para la defensa planetaria».

En el estudio han participado diferentes equipos de científicos, entre ellos los de los geólogos planetarios del MIT Julien de Wit y Richard Binzel, junto a colaboradores de muchas otras instituciones. La actividad de de Witt, por ejemplo, se centra en la búsqueda y el estudio de exoplanetas: mundos fuera del sistema solar que pueden ser habitables. Su equipo, de hecho, forma parte del grupo que en 2016 descubrió un sistema planetario alrededor de TRAPPIST-1, una estrella que se encuentra a unos 40 años luz de la Tierra.

Para descubrir exoplanetas, sin embargo, es necesario detectar y descartar de las imágenes de los telescopios el 'ruido' causado por nubes de gas, polvo u otros objetos que se crucen por delante, entre la Tierra y la estrella estudiada. Y a menudo, ese 'ruido' incluye el paso de asteroides.

«La mayoría de los astrónomos -dice de Witt- ven a los asteroides como 'alimañas del cielo', en el sentido de que simplemente cruzan su campo de visión y afectan a sus datos».

De Wit y Burdanov, sin embargo, se preguntaron si los mismos datos que se utilizan para buscar exoplanetas podrían 'reciclarse' para extraer de ellos también información sobre asteroides de nuestro propio Sistema Solar. Para ello, modificaron una vieja técnica de procesamiento de imágenes desarrollada en la pasada década de los noventa. El método implica 'desplazar' varias imágenes del mismo campo de visión y 'apilarlas' para ver si, de esta forma, un objeto que de otro modo sería demasiado débil, consigue brillar por encima del ruido de fondo.

Aplicar este método para buscar asteroides desconocidos en imágenes originalmente enfocadas en estrellas lejanas requiere el uso de importantes recursos computacionales, ya que implica probar y procesar una gran cantidad de escenarios en los que podría haber un asteroide. Después de lo cual, los investigadores tienen que procesar y desplazar miles de imágenes para cada escenario para ver si un asteroide está realmente donde se predijo que estaría.

Hace ya varios años, De Wit y Burdanov descubrieron que podían hacer eso utilizando procesadores gráficos (GPU) de última generación, capaces de lidiar al mismo tiempo con una gran cantidad de imágenes a muy altas velocidades. Tras probar su idea con datos del estudio SPECULOOS de búsqueda de planetas habitables, los investigadores se dieron cuenta de que, efectivamente, su sistema les permitía detectar una gran cantidad de nuevos asteroides en el cinturón principal.

Para el nuevo estudio, los científicos trataron de aplicar su método para localizar esteroides aún más pequeños, para lo cual utilizaron datos del observatorio más poderoso del mundo: el Telescopio Espacial James Webb de la NASA, que es particularmente sensible en el rango de la luz infrarroja. Casualmente, los asteroides que orbitan en el cinturón principal son mucho más brillantes en longitudes de onda infrarrojas que en las visibles y, por lo tanto, resultan mucho más fáciles de detectar con las capacidades del James Webb.

De modo que De Wit y Burdanov aplicaron su sistema a imágenes TRAPPIST-1 capturadas por el poderoso telescopio espacial. Los datos incluían más de 10.000 imágenes de la estrella, que se obtuvieron originalmente para buscar signos de atmósferas alrededor de los planetas interiores del sistema. Después de procesar las imágenes, los investigadores lograron detectar ocho asteroides ya conocidos en el cinturón principal. Pero más tarde descubrieron otros 138 asteroides totalmente nuevos, y todos con un diámetro de sólo unas decenas de metros: los asteroides más pequeños del cinturón detectados hasta la fecha. Algunos de ellos, dicen los investigadores, están en camino de salir del cinturón y convertirse en objetos cercanos a la Tierra.

«Pensábamos que sólo detectaríamos unos pocos objetos nuevos -asegura de Wit, pero encontramos muchos más de los esperados, especialmente los pequeños. Es una señal de que estamos investigando un nuevo régimen de población, en el que muchos más objetos pequeños se forman a través de cascadas de colisiones que son muy eficientes para descomponer asteroides en fragmentos que están por debajo de los 100 metros».

Burdanov, por su parte, explica que «estamos entrando en un espacio totalmente nuevo e inexplorado gracias a las tecnologías modernas. Es un buen ejemplo de lo que podemos hacer cuando miramos los datos de manera diferente. A veces hay una gran recompensa y ésta es una de ellas».