En la búsqueda de misteriosos asteroides crepusculares dañinos para la Tierra

Un misterioso grupo de asteroides roza el corazón del sistema solar, ocultándose a la luz del sol y acercándose ocasionalmente a alguno de los planetas rocosos. Quizá el más conocido de estos extraños fenómenos sea una roca cósmica descubierta hace sólo dos años conocida como ꞌAylóꞌchaxnim, que significa "chica de Venus" en la lengua de los indígenas pauma de California.

Al ser el único asteroide conocido que vive enteramente dentro de la órbita de Venus, ꞌAylóꞌchaxnim representa una población de rocas espaciales que muchas veces pasa inadvertida, una población que podría amenazar la vida tal y como la conocemos.

Los astrónomos estiman que han encontrado la mayoría de los asteroides potencialmente peligrosos que existen, sobre todo, más allá de la órbita de nuestro mundo. Pero detectar los asteroides interiores es complicado porque, desde la perspectiva de la Tierra, viven escondidos por los rayos del sol, ocultos tras una cortina de luz solar tras la que los telescopios terrestres no pueden mirar. Sin embargo, en los últimos años, los astrónomos han empezado a sonsacar estas rocas del resplandor buscando sus señales de brillo tenue cuando el sol descansa justo debajo del horizonte.

La mayoría de los asteroides cercanos a la Tierra que se encuentran en órbitas tan estrechas tendrán una vida limitada en el sistema solar interior. Están destinados a colisionar con planetas, sucumbir al abrasador sol o ser lanzados al exterior. Y algunos miembros de esta población poco estudiada pueden ser peligrosos.

"Pasan gran parte de su tiempo entre el Sol y la Tierra, pero muchos de ellos pueden cruzar (y cruzarán) la órbita terrestre, lo que los hace peligrosos", dice Scott Sheppard, astrónomo del estadounidense Instituto Carnegie para la Ciencia que recientemente escribió un artículo sobre estos asteroides en la revista Science.

"Pero vendrían del lado del Sol, por lo que nunca los veríamos venir".

Asteroides crepusculares

Estos raros asteroides se clasifican por el lugar en el que se encuentran en relación con las órbitas planetarias. Los Atiras tienen órbitas interiores a la de la Tierra, mientras que los Vatiras orbitan más cerca del sol que Venus. Una clase hipotética llamada los Vulcanoides puede incluso existir completamente dentro de la órbita de Mercurio.

Para encontrar y estudiar estos asteroides, los astrónomos deben adoptar un enfoque poco convencional: en lugar de apuntar sus telescopios a las zonas más oscuras del cielo nocturno, como harían con los asteroides exteriores, los equipos apuntan sus instrumentos al horizonte durante el amanecer y el atardecer, cuando el sol está justo fuera de la vista. Durante 10 o 20 minutos, los telescopios miran fijamente en el crepúsculo, en busca de pequeñas puntas iluminadas en movimiento.

"Estas observaciones son bastante difíciles de realizar porque hay mucho que hacer", dice Sheppard. "Hay que observar justo cuando se pone el sol, por lo que el cielo sigue siendo muy brillante... y luego el telescopio tiene que estar apuntando básicamente muy bajo en el horizonte, por lo que se atraviesa gran parte de la atmósfera terrestre".

Todo ese aire difumina las imágenes, lo que significa que es más difícil resolver el débil brillo de una roca espacial iluminada por el sol. Además, el mal tiempo puede borrar fácilmente estas breves ventanas de observación.

Aun así, los astrónomos (que utilizan dos telescopios) están a la caza de manera activa. El equipo de Sheppard busca utilizando la Cámara de Energía Oscura en Cerro Tololo, Chile. Otro equipo utiliza el Zwicky Transient Facility (ZTF) de Caltech, situado en el Observatorio Palomar, cerca de San Diego, California (Estados Unidos). El telescopio chileno de 4 metros es más grande y puede detectar objetos más débiles que el ZTF, pero su campo de visión es más estrecho. Por el contrario, el telescopio de 121 centímetros del ZTF es más pequeño, pero examina todo el cielo visible cada noche, buscando cualquier objeto que fluctúe en brillo.

"Es una gran herramienta para los descubrimientos. El número de alertas en una noche de observación es de decenas de miles, hasta 100 000", dice George Helou, de Caltech, miembro del equipo del ZTF. "Nuestro campo de visión es tan grande que durante esos 20 minutos de crepúsculo podemos cubrir una buena parte del cielo, si el tiempo y la atmósfera lo permiten".

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Hasta ahora, según Helou, el ZTF ha detectado un puñado de asteroides Atira dentro de la órbita de la Tierra. También ha descubierto varios asteroides en trayectorias que cruzan la Tierra, aproximadamente uno por semana. Algunos se acercan a nosotros más que la Luna, pero ninguno es lo suficientemente grande o cercano como para ser motivo de preocupación.

La mayoría son de tamaño intermedio, dice Helou, entre la roca espacial de aproximadamente 18 metros de ancho que destrozó ventanas y dañó edificios cuando explotó sobre Chelyabinsk, Rusia, en 2013, y la roca mucho más grande que arrasó 2150 kilómetros cuadrados de bosques cuando explotó sobre Tunguska, Rusia, en 1908.

"Esa es la buena noticia", dice Helou sobre los objetos encontrados por el ZTF. "Tunguska es preocupante, pero la mayoría de nuestros hallazgos son más pequeños que eso".

Pero, con mucho, la estrella de la búsqueda crepuscular de ZTF hasta la fecha ha sido ꞌAylóꞌchaxnim: la primera Vatira conocida.

Rocas espaciales de récord

Avistada a principios de 2020, ꞌAylóꞌchaxnim tiene poco menos de un kilómetro y medio de anchura, lo suficientemente grande como para dar un doloroso golpe si llega a chocar con un planeta. Lo cual, según los astrónomos, probablemente ocurrirá.

"Lo más probable es que choque contra Venus en el futuro", afirma Sarah Greenstreet, de la Universidad de Washington, que ha elaborado un modelo del futuro de ꞌAylóꞌchaxnim como parte de sus estudios sobre los orígenes y destinos de estos asteroides interiores.

Según los modelos de Greenstreet, así como otros, el escenario más probable es que la órbita de ꞌAylóꞌchaxnim se enrede con la de Venus en algún momento de los próximos millones de años. A medida que gira alrededor del sol, el cuerpo rocoso se ve sacudido por la gravedad de Mercurio y por la propia luz solar, y ambos pueden perturbar su órbita, empujándolo suavemente hacia fuera y hacia un curso de colisión con el infernal mundo hermano de la Tierra.

Una pequeña roca conocida como 2020 PH27 también puede estar destinada a colisionar con Venus. De unos 800 metros de diámetro, 2020 PH27 es uno de los tres asteroides crepusculares detectados por Sheppard y sus colegas. Vuela más cerca del sol que cualquier otro asteroide conocido, acercándose a la órbita de Mercurio. Pero la órbita de 2020 PH27 es tan alargada que también oscila más allá de Venus, lo que lo convierte en un miembro de la clase Atira de asteroides.

Al igual que ꞌAylóꞌchaxnim, 2020 PH27 está siendo empujado por las interacciones gravitacionales con los planetas interiores, y por la absorción y emisión de luz solar mientras gira. Los modelos de Sheppard predicen un encuentro cercano con Venus dentro de unos 1000 años, aunque no puede decir cómo cambiará la órbita del asteroide por esa interacción.

"Los asteroides de esa parte del sistema solar tienen una vida bastante caótica", dice Greenstreet. "Son empujados y dispersados con bastante frecuencia".

Esta complejidad es una de las razones por las que los científicos creen que es importante estudiar estos pequeños cuerpos. Pero también lo es entender cómo acabaron cerca del sol en primer lugar.

Enhebrando la aguja

La mayoría de los científicos sospechan que estos objetos que rozan el sol se originaron en el cinturón principal de asteroides, el anillo de escombros que se extiende entre Marte y Júpiter. Sin embargo, desde allí no es fácil que una roca se salga del cinturón y acabe tan cerca del Sol.

"Tienen que ocurrir muchas interacciones muy fortuitas para que llegue a esta parte del sistema solar; es algo realmente complicado", dice Greenstreet. "Es un viaje muy largo".

Las interacciones gravitacionales con Júpiter pueden empujar estos objetos hacia dentro o hacia fuera. Los que son empujados hacia el interior se encuentran con Marte, que puede empujar a los asteroides a una trayectoria en espiral hacia el Sol, aunque se cree que este resultado es bastante raro.

"La interacción más probable con Marte es que sean lanzados hacia afuera, y luego probablemente interactúen con Júpiter, y básicamente sean expulsados del sistema solar o colisionen con uno de los planetas", dice Sheppard. "Así que ser empujado hacia el exterior es un resultado probable, y una vez que interactúan con Júpiter, el juego se acaba: se ven arrojados con mucha fuerza".

Pero a menos que estos asteroides crepusculares procedan de una población invisible de vulcanoides, todos han enhebrado esa improbable aguja gravitatoria. Entender cuántos de estos objetos sobreviven a ese viaje es crucial para cuantificar el riesgo que podrían suponer para la Tierra.

Por ahora, los científicos sospechan que hay menos de dos docenas de asteroides crepusculares de al menos un kilómetro de ancho (lo suficientemente grandes como para devastar un continente entero) en órbitas que cruzan la Tierra. El 2020 PH7 es uno de ellos, y Sheppard dice que sabemos de aproximadamente media docena más. Un puñado mucho más pequeño de objetos de tamaño similar puede orbitar en el interior de Venus, aunque ꞌAylóꞌchaxnim es el único que se ha descubierto. Y es probable que haya muchas más rocas espaciales de menor tamaño que sean más difíciles de encontrar, pero que no supongan un peligro existencial a escala planetaria.

No es inesperado que los científicos hayan encontrado ꞌAylóꞌchaxnim primero, dice Greenstreet, porque es muy grande. "Pero el hecho de que se haya encontrado con relativa rapidez cuando los estudios de telescopios comenzaron a buscar en esa parte del cielo, es también un indicio de que puede haber realmente más de estos objetos de lo esperado", señala.

Los científicos seguirán observando el crepúsculo con el ZTF y el telescopio chileno, buscando los débiles destellos que delatan la presencia de un asteroide. Sheppard y su equipo también están utilizando otro telescopio para caracterizar estos objetos y aprender más sobre su composición. Y Greenstreet y sus colegas esperan que el Observatorio Vera Rubin, actualmente en construcción en Chile, revele aún más.

La NASA también tiene previsto un telescopio espacial específicamente diseñado para buscar objetos cercanos a la Tierra, llamado NEO Surveyor. Este instrumento, que podría lanzarse a finales de la década de 2020, podrá observar el espacio cercano a nuestro sol y detectar más asteroides interiores, manteniendo un ojo aún más vigilante en los cielos que nuestros telescopios terrestres, y asegurándose de que nada se cuele en el resplandor y nos coja por sorpresa.