Asteroides E-Book

J. C. Cersosimo

• Herausgeber: Editorial Autores de Argentina
• Kategorie: Für Kinder und Jugendliche
• Sprache: Spanisch
• Veröffentlichungsjahr: 2022

Seitenzahl: 163

Beschreibung

A lo largo de la historia la Tierra y la Luna han sido bombardeados por Asteroides, los impactos dejaron dramáticas evidencias en forma de cráteres. Cada día más de 100 toneladas de meteoros bombardean la Tierra. Aunque la gran mayoría de estos objetos se desintegran antes de llegar a la superficie del planeta, los objetos mayores a 100 metros pueden sobrevivir al descenso, golpear el suelo, y causar destrucción dentro y alrededor del lugar del impacto. Los objetos más pequeños que entran en la atmósfera de la Tierra se desintegran antes de llegar a la superficie, aun así pueden causar daños importantes. El 15 de febrero de 2013 un meteoro de 18 metros explotó a 14,5 millas sobre la ciudad de Chelyabinsk, Rusia, con la fuerza de 30 bombas atómicas, rompió ventanas, destruyó edificios e hirió a más de mil personas regando fragmentos a lo largo de su trayectoria. Investigaciones recientes sugieren que los eventos del tipo de Chelyabinsk ocurren cada 30 a 40 años con una mayor probabilidad de impacto en el océano que en áreas pobladas. La probabilidad de que un meteoro de 1 kilómetro o más golpeé la Tierra es extremadamente remota, si sucediera las consecuencias de tal impacto serían graves. El 31 de mayo de 2013, un asteroide masivo de 2,7 kilómetros de diámetro pasó a 5,8 millones de kilómetros de la Tierra, aproximadamente 15 veces la distancia de la Tierra a la Luna. Si un objeto de este tamaño hubiera golpeado la Tierra, los escombros resultantes probablemente habrían contaminado la atmósfera terrestre, causando una obstrucción parcial de la luz solar, lluvia ácida y tormentas de fuego. Sospechan los científicos que un meteorito de 10 kilómetros de ancho golpeó la península de Yucatán en México hace unos 66 millones de años, quizás contribuyó a la extinción de los dinosaurios. Este libro de fácil lectura esta escrito para todo público. El autor lo recomienda para estudiantes del secundario por la simplicidad del lenguaje y también para estudiantes universitarios debido a la información actualizada que contiene respecto a los adelantos espaciales. Es ideal como complemento para los cursos de ciencia.

Leseprobe

J. C. Cersosimo

Asteroides

Amenaza de impacto devastador

Cersosimo, Juan Carlos Asteroides : amenaza de impacto devastador / Juan Carlos Cersosimo. - 1a ed. - Ciudad Autónoma de Buenos Aires : Autores de Argentina, 2022.

Libro digital, EPUB

Archivo Digital: descarga y online

ISBN 978-987-87-2584-0

1. Ensayo. I. Título. CDD 523.44

EDITORIAL AUTORES DE [email protected]

Tabla de contenidos

Introducción

Parte 1: Los asteroides

¿Por qué temerles a los asteroides?

Tamaños y forma de los asteroides

Composición

Parte 2: El hábitat de los asteroides

El cinturón principal

Los troyanos

Los centauros

Parte 3: Las órbitas

Geometría de la elipse

Resonancia orbital

Parte 4: Asteroides cercanos a la Tierra

Tipos de asteroides cercanos

Parte 5: Riesgos de impactos

Probabilidades de impacto

¿Qué pasaría si un asteroide golpea la Tierra?

Energía liberada por los impactos

¡Atención!

Parte 6: Asteroides rozando peligrosamente la tierra

Asteroide 2021UA1

Asteroide 1950DA

Asteroide 2002MN

Asteroide 2002AJ129

Asteroide Golevka

Asteroide 4179-Toutatis

Asteroide 2018GE3

Asteroide 2012TC4

Asteroide 2018CB

La amenaza de Apophis

Parte 7: Impactos sobre la Tierra

El impacto en Chicxulub

El meteorito de Canyon Diablo

Meteorito de Odessa

Campo del Cielo

Evento Tunguska

Meteorito de Allende

El meteorito de Murchison

La explosión de Chelyabinsk

El meteorito Hoba

Parte 8: Mensajeros de la galaxia

El misterio de Oumuamua

Borisov

Parte 9: Bennu, un asteroide potencialmente amenazador

Asteroide Bennu

Misión Espacial a Bennu

Parte 10: Defensa planetaria

Programa LINEAR

Vigía Catalina

El Día del Asteroide

Defensa con bombas atómicas

Tracción gravitacional

Misión DART

Un impacto hipotético

Parte 11: Misiones espaciales a los asteroides

Misión al asteroide Itokawa

La nave japonesa Hayabusa

Hayabusa 2

Asteroide Psyche

Misión al asteroide Psyche

Nuevas tecnologías espaciales

La Misión Lucy

Parte 12: Comentarios finales

APÉNDICE

A1: El efecto Yarkovsky

Efecto diurno

A2: Leyes de Kepler

A3: Abreviaturas

Bibliografía recomendada

RESEÑA BIOGRÁFICA

Me complace dedicar este libro a todo los astrónomos aficionados y profesionales.Ellos hacen una labor privilegiada vigilando los cielos sin pausa para alertar a la humanidad acerca de rocas peligrosas que vienen del espacio.

Explorar lo que está más allá de nuestros ojos, sentir esa verdadera pasión y capacidad de afrontar decepciones, alegrías y satisfacciones es solo algo que un apasionado a la astronomía puede sentir.

Cibely Silva20 agosto de 2012

https://www.cosmonoticias.orgunareflexion-de-astronomia/

Introducción

Todas las civilizaciones se vuelven espaciales o se extinguen.

Carl Sagan

Considero que el público no debe comportarse indiferente a los acontecimientos espaciales, dado que la humanidad ya se ha convertido en una civilización con estas capacidades. Es la intención del autor acercar parte de estos conocimientos y actividades espaciales al público en general, en particular las actividades llevadas a cabo por las agencias espaciales y las empresas con alta tecnología para defender al planeta de posibles impactos que afectarían la vida en la Tierra.

Los asteroides son cuerpos rocosos o metálicos que orbitan alrededor del Sol, la mayoría reside en el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter. Los asteroides que chocan y se rompen en fragmentos más pequeños son la fuente de la mayoría de los objetos cercanos a la Tierra. Colisionan con la Tierra arrojando sobre nuestro planeta una cantidad mayor de 100 toneladas de rocas por día. Aunque la gran mayoría de los objetos cercanos a la Tierra que entran en la atmósfera terrestre se desintegran antes de llegar a la superficie, aquellos de más de 100 metros de tamaño pueden sobrevivir al descenso y causar destrucción en los sitios de impacto y sus alrededores. Además, aun los objetos que se desintegran antes de llegar a la superficie de la Tierra pueden causar un daño significativo debido a la onda expansiva de la explosión.

Los fragmentos de asteroides que entran en la atmósfera de la Tierra (también de cometas) se conocen como meteoros. La mayoría de los meteoros son pequeños y todos se vaporizan en la atmósfera de la Tierra antes de llegar a la superficie del planeta, conocidos popularmente como estrellas fugaces. En cambio si un meteoro sobrevive al calentamiento provocado por la fricción atmosférica y llega a la superficie de la Tierra se conoce como meteorito.

Gran parte de nuestro conocimiento sobre los asteroides proviene del examen de los meteoritos, son los fragmentos de desechos espaciales que caen en la superficie de la Tierra.

Los cometas contribuyen con este fenómeno de los meteoros. El acercamiento de los cometas al interior del sistema solar provoca el desprendimiento de escombros que quedan en el espacio regados a lo largo de la trayectoria del cometa. Estos fragmentos son los principales responsables de las estrellas fugaces. Se precipitan al planeta Tierra cuando éste atraviesa los caminos que transitó el cometa. Daniel Kirkwood1 fue el primero en postular correctamente que el material de las lluvias de meteoritos son restos de cometas.

1 Daniel Kirkwood (27 de septiembre 1814 - 11 de junio 1895). Fue un matemático norteamericano.

Parte 1

Los asteroides

Los asteroides son progenitores de los planetas, y parte de nuestra historia; además convivimos con ellos junto con la amenaza de un encuentro catastrófico.

¿Por qué temerles a los asteroides?

Los asteroides son cuerpos rocosos o metálicos que orbitan alrededor del Sol, y la mayoría reside en el cinturón principal de asteroides, ubicado entre las órbitas de Marte y Júpiter (figura 1). El cinturón principal se formó por la influencia gravitacional de Júpiter. En esa zona poblada de fragmentos rocosos, ocurren encuentros y colisiones produciendo fragmentos más pequeños que son la fuente de la mayoría de los asteroides cercanos a la Tierra (mejor conocidos como NEA, sigla en inglés: Near Earth Asteroids). Estos bombardean la Tierra arrojando más de 100 toneladas de rocas por día.

Un cuerpo entrando a la atmósfera de la Tierra se calienta a miles de grados y gran parte de él se quema mientras la atraviesa a velocidades de varios miles de kilómetros por hora, los pequeños, de decenas de centímetros de diámetro, nunca llegan a la superficie de la Tierra y dejan una línea brillante de luz. Otros más grandes golpean la superficie. Aquellos de tamaño superior a 100 metros (m) pueden sobrevivir al descenso y causan destrucción en los sitios de impacto y alrededores. A veces, sin llegar a impactar en el suelo, la explosión causada por la fricción y posterior calentamiento en la atmósfera puede causar un daño significativo.

Los asteroides de tamaños comparables con un autobús pueden causar daños locales importantes, pero aun los asteroides del tamaño de algunos kilómetros pueden causar una catástrofe planetaria como ocurrió hace 65 millones de años.

El evento de extinción masiva, hace 65 millones de años, acabó con la mayoría de las especies de la Tierra, entre ellos los dinosaurios. Probablemente es el evento más famoso de la prehistoria. No fue la única extinción masiva, hubo por lo menos cinco grandes extinciones cuyas causas no están claras aún. Las erupciones volcánicas pueden ser una causa de extinción masiva, pero la extinción ocurrida hace 65 millones de años pudo haber sido causada por un gran meteorito cuyo cráter se encontró en la península de Yucatán. Los estudios geológicos y químicos dan cuenta de que la causa del evento pudo haber sido la caída de un meteorito de unos 10 km (kilómetros)2 de diámetro.

Figura 1: La mayoría de los asteroides orbitan en un anillo alrededor del Sol entre las órbitas de Marte y de Júpiter. El anillo es el Cinturón Principal de Asteroides. En el interior del anillo están los planetas Mercurio, Venus, Tierra, y Marte. En el exterior están Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno (los tres últimos no están en la imagen). Se han calculado con precisión las órbitas de varios miles, pero se cree que el sistema solar contiene del orden de millones de asteroides.

Recuperar la diversidad del planeta luego de una extinción de gran envergadura llevaría unos diez millones de años. Una extinción masiva también puede ser causada por erupciones volcánicas o un cambio climático.

Tamaños y forma de los asteroides

Un asteroide es una masa de rocas que orbita alrededor del sol, y es demasiado pequeña para ser clasificada como planeta. Se cree que los asteroides son escombros que quedaron luego de la formación del Sol y los planetas, hace unos 4600 millones de años. Algunos pueden ser muy grandes, pero otros pueden ser diminutos, incluso tan pequeños como un grano de arena. Debido a su reducido tamaño, los asteroides carecen de suficiente atracción gravitacional para formar una esfera, lo que significa que generalmente tienen una apariencia irregular.

El recuento actual (datos del año 2021) de asteroides es aproximadamente de más de un millón. La mayor parte de estos antiguos escombros espaciales se pueden encontrar orbitando el Sol entre las órbitas de Marte y Júpiter. Los asteroides varían en tamaño desde Vesta (figura 2), el más grande con aproximadamente 531 km de diámetro, hasta cuerpos que tienen menos de 10 m de ancho. Dieciséis asteroides tienen un diámetro de 240 km o más. La masa de todos los asteroides juntos es significativamente menor que la de la Tierra.

Sumando la masa de todos los asteroides se estima entre 3 y 3.6 x1021 kg, lo cual es solamente un 0.06 por ciento de la masa terrestre. Los objetos celestes más grandes del cinturón son mucho menores y menos masivos que la Luna. Los tres cuerpos más grandes del cinturón suman la cuarta parte de la masa total del cinturón. Se conocen unos mil asteroides cuyo radio es mayor que 15 km, y se estima que el cinturón podría albergar cerca de medio millón de asteroides con radios mayores que 1,6 km. El cuerpo más grande que habita el cinturón es Ceres, cuyo diámetro es de 950 km. Fue descubierto en 1801 y catalogado como asteroide hasta el 2005. Luego la Unión Astronómica Internacional lo clasificó “planeta enano3”.

Los tamaños de los asteroides pueden determinarse de diversas maneras conociendo su distancia. Uno de los métodos es observando su tránsito aparente delante de una estrella, que sucede debido a la rotación de la Tierra4. Cuando esto ocurre, la estrella es ocultada detrás del asteroide, se mide el tiempo que se prolonga dicha ocultación y así es posible medir el diámetro del asteroide. Con este método se han determinado con buena precisión los tamaños de los cuerpos más grandes del cinturón. Otro método para medir el tamaño de los asteroides es mediante la combinación de medidas de intensidad de luz en las ventanas5 visual e infrarrojo.

La mayoría de los asteroides tienen formas irregulares, como Eros (ver figura 3), aunque algunos son casi esféricos, y a menudo tienen hoyos o cráteres. A medida que giran alrededor del Sol en órbitas elípticas, los asteroides también tienen rotación, a veces de manera bastante errática, debido a la distribución asimétrica de su masa. Se sabe que más de 150 asteroides tienen una pequeña luna compañera, algunos tienen dos lunas. También hay asteroides binario, o dobles, en los que los cuerpos rocosos están unidos por la gravedad y orbitan entre sí. También hay sistemas triples de asteroides.

Composición

Los asteroides pueden clasificarse, según su espectro y composición, en tres tipos principales: carbonáceos (tipo-C), de silicato (tipo-S) y metálicos (tipo-M). La composición química de los asteroides varía según el lugar de la nebulosa en la que condensaron.

Los de tipo C, llamados condrita,6 son los más comunes. Se componen de rocas de arcilla y silicatos, y son de apariencia oscura. Se encuentran entre los objetos más antiguos del sistema solar. Los de tipo S, llamados rocosos, se componen de materiales de silicatos y níquel-hierro. Los de tipo M son metálicos formados por níquel-hierro.

Las diferencias en la composición de los asteroides está relacionada con la distancia desde el sol en la que se formaron. Algunos experimentaron altas temperaturas después de formarse y se derritieron parcialmente, y así los materiales pesados como el hierro se hundieron forzando a la lava basáltica (volcánica) a emigrar hacia la superficie.

2 A partir de aqui designaremos kilómetro con la abreviatura km, metros por la abreviatura m, y kilogramos con kg.

3 Planeta enano es el término creado por la Unión Astronómica Internacional (UAI) para definir a una nueva clase de cuerpos celestes, diferente de planeta y de cuerpo menor del sistema solar (o planeta menor). Y comparte órbita con otros planetas.

4 El fenómeno ocurre debido a la paralaje diurna, sugiero el libro El paralaje, desde Hiparco hasta la era espacial. Autor: J. C. Cersosimo. Publicado por la editorial Autores de Argentina, 2021.

5 La ventana en la luz visible es llamada ventana óptica, ha permitido que los astrónomos estudien los astros con luz visible desde la superficie de la Tierra. También se observa en otras ventanas del espectro como la ventana de luz infrarroja, que son emisiones emanadas por cuerpos calientes.

6 Las condritas o condritos son meteoritos no metálicos (rocosos) que no han sufrido procesos de fusión o de diferenciación en los asteroides de los que proceden. Representan el 85,7 % de los meteoritos que caen a la Tierra. Su conocimiento aporta claves importantes para comprender el origen y la edad del sistema solar.

Parte 2

El hábitat de los asteroides

Toda la masa de los asteroides no alcanza para formar un cuerpo del tamaño de la Luna de la Tierra.

El cinturón principal

Se han encontrado asteroides en regiones interiores a la órbita de la Tierra y hasta más allá de la órbita de Saturno. Sin embargo la mayoría están contenidos dentro de un “cinturón principal” situado entre las órbitas de Marte y Júpiter (figura 4). Forman un anillo rodeando el sistema solar interior, la distancia media al Sol es de 3.5 unidades astronómicas (UA7). Se denomina cinturón principal para distinguirlo de otras dos agrupaciones importantes de cuerpos en el sistema solar; el cinturón de Kuiper y la nube de Oort.

El cinturón de Kuiper es otro cinturón de asteroides situados entre Neptuno y la región exterior a la órbita de Plutón, a 50 UA. En la región del cinturón de Kuiper se han encontrado muchos cuerpos clasificados como planeta enano8.

La nube de Oort es una distribución esférica de objetos helados situada mucho más allá de Plutón, a 50.000 UA del Sol, en los límites del sistema solar. Se supone que de aquí provienen los cometas de períodos muy largo, períodos de miles a millones de años.

En el cinturón principal de asteroides se encuentran la mayoría de los asteroides conocidos, generalmente con órbitas no muy alargadas, es decir que poseen baja excentricidad9. Se estima que el cinturón principal contiene entre 1,1 y 1,9 millones de asteroides de más de 1 km de diámetro y millones de asteroides más pequeños.

Más de la mitad de la masa total del cinturón principal está contenida en los cinco objetos de mayor masa: Ceres, Palas, Vesta, Higia y Juno. Ceres es el más masivo de todos y el único que desde 2005 no está catalogado como asteroide, es un planeta enano en la región del cinturón principal, tiene un diámetro de 950 km y una masa del doble que Palas y Vesta juntos. El resto de los cuerpos que componen el cinturón son mucho más pequeños.

El material del cinturón principal es apenas un 4 % de la masa de la Luna, se encuentra disperso por todo el volumen del cinturón, y sería muy difícil chocar con uno de estos objetos en caso de atravesarlo una nave espacial. No obstante, dos asteroides de gran tamaño pueden chocar entre sí, y los fragmentos formarían una familias de asteroides, es decir que pertenecen a una población con un origen común, poseyendo composición y características similares. Las colisiones también producen un polvo que forma el componente mayoritario de la luz zodiacal10.

Al principio de la historia del sistema solar, la gravedad de Júpiter, recién formado, puso fin a la formación de cuerpos planetarios en esta región, y provocó que los cuerpos pequeños chocaran entre sí fragmentándolos en los asteroides que hoy observamos; muchos de los fragmentos fueron arrojados a regiones lejos del cinturón principal de asteroides.

Figura 4: En el centro están el Sol y los Planetas. El cinturón principal de asteroides se ubica entre las órbitas de Marte y de Júpiter. A partir de la órbita de Plutón hay otro cinturón de asteroides denominado cinturón de Kuiper. Mas lejos aún, a 55 mil unidades astronómicas del Sol se encuentra la nube de Oort, donde habitan cuerpos, envueltos en capas de hielo. Estos al acercarse al interior del sistema solar vaporizan el material de la superficie y lucen como cometas. La unidad de distancia UA es la distancia Tierra-Sol, equivalente a 150 millones de kilómetros. Fuente; http://luvifran.blogspot.com/2015/12/la-nube-de-oort.html

Los troyanos

Los asteroides troyanos son los que comparten la órbita con un planeta, pero no chocan con él porque se agrupan alrededor de lugares especiales de equilibrio, llamados puntos lagrangianos11. Se cree que estos asteroides contienen información valiosa acerca de los orígenes del sistema solar.

Los puntos de Lagrange son cinco posiciones dentro de un sistema orbital de dos astros, donde un tercer objeto relativamente pequeño respecto de los primeros puede estar teóricamente estacionario con relación a los otros dos. Por ejemplo, un satélite artificial puede ocupar un punto de equilibrio con respecto a la Tierra y la Luna, y estaría fijo con respecto a la Tierra.

Aclaremos un poco más el concepto de puntos de Lagrange. Supongamos que en la figura 5 el “Astro 1” es el planeta Júpiter, y el Sol es el “Astro 2”. Los asteroides, que son cuerpos pequeños, podrían ubicarse en las regiones de los puntos L1, L2, L3, L4, y L5 y permanecerían estacionarios respecto al planeta Júpiter. Los puntos poblados por los asteroides troyanos son L4 y L5. Allí la tracción gravitacional del Sol y el planeta se equilibra permitiendo que un pequeño cuerpo “flote” en la región permaneciendo casi estacionario respecto del planeta.

Los troyanos de Júpiter forman una población importante de asteroides. Se cree que son tan numerosos como los asteroides del cinturón principal. Hay también troyanos compartiendo la órbita de Marte y la de Neptuno. (La NASA anunció el descubrimiento de un troyano de la Tierra en 2011).

Los asteroides troyanos se ubican en la órbita de un planeta mayor, sea Júpiter, Saturno o Neptuno, se mueven casi acompañando al gigante situados delante o detrás del planeta, nunca chocan con el planeta, y permanecen casi estacionarios, cercanos a los puntos lagrangianos L4 o L5, éstos están ubicados a distancias del planeta de 1/6 de la trayectoria total de la órbita.

Los centauros

Los asteroides del grupo centauro son los que orbitan en la frontera, entre las órbitas de Júpiter y Urano y también entre las de Saturno y Neptuno. Describen órbitas alargadas y cruzan las órbitas de los planetas gigantes (Júpiter, Saturno Urano y Neptuno).

Algunos astrónomos piensan que los centauros fueron objetos troyanos de Neptuno y de Júpiter. El primer troyano de Neptuno descubierto es “2001QR322”, un asteroide de unos 120 km de diámetro.

Utilizando simulaciones de la dinámica del primer troyano de Neptuno descubierto, se comprobó que un gran número de objetos de la población de troyanos de Neptuno son inestables en escala de tiempos muy grandes (entre uno y dos millones de años), estos objetos inestables evolucionarían a órbitas de tipo centauro. Por lo tanto los asteroides troyanos serían la fuente principal de los asteroides centauros.

Debido a que los centauros cruzan las órbitas de los planetas gigantes, y no están protegidos por la resonancia orbital12