Al telescopio espacial James Webb le ha salido una misión secundaria: cazar asteroides

El telescopio espacial James Webb (JWST, por sus siglas en inglés) de la NASA es una máquina extraordinaria capaz de muchas cosas maravillosas: puede observar galaxias que se formaron justo después del Big Bang, examinar planetas lejanos y acercarse (y acercarnos) a los mundos y lunas de nuestro propio sistema solar. Una nueva investigación, publicada este mes en Nature, ha descubierto que este prodigio de la tecnología también es sorprendentemente bueno detectando pequeñas rocas espaciales, incluidas algunas de tan sólo decenas de metros de longitud, las más pequeñas jamás descubiertas en el cinturón principal de asteroides de nuestro sistema solar, entre Marte y Júpiter.

El JWST no fue diseñado para detectar asteroides desconocidos, sino más bien para observar de cerca objetos curiosos situados a gran distancia de la Tierra. "Al experto medio en exoplanetas no le interesan los asteroides", afirma Artem Burdanov, coautor del estudio y científico planetario del Instituto Tecnológico de Massachusetts de Estados Unidos (MIT, por sus siglas en inglés).

Para quienes estudian galaxias y planetas lejanos, las rocas espaciales suelen ser más una molestia que otra cosa. "Los astrofísicos han tenido que lidiar con el photobombing [intromisión de un elemento que arruina una foto] de sus conjuntos de datos por asteroides desde que empezaron a utilizar la fotografía en el siglo XIX y, como resultado, los denominaron 'alimañas de los cielos", afirma Andy Rivkin, astrónomo planetario del Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins de Maryland (EE. UU.) que no participó en el nuevo estudio.

Dado que los asteroides seguían obstaculizando las vistas de Burdanov de estos reinos lejanos, él y sus colegas se preguntaron si podrían utilizar el observatorio más avanzado jamás construido para cazar asteroides. Y los resultados han demostrado, de hecho, que el JWST es bueno detectando por accidente rocas espaciales ocultas.

Este trabajo ayudará a los astrónomos a comprender mejor tanto el cinturón de asteroides como los restos dejados por la formación del sistema solar interior. Y no sólo eso: siempre es de agradecer poder espiar más ejemplos de estas rocosas cápsulas del tiempo que pululan por el espacio de cara a futuros estudios.

El hallazgo también resulta de gran ayuda para quienes intentan evitar que los asteroides impacten contra la Tierra. Después de todo, uno de los principios clave de la defensa planetaria es el imperativo de encontrar los asteroides potencialmente peligrosos antes de que ellos nos encuentren a nosotros. El JWST no se convertirá de repente en un cazador de asteroides. Pero "no cabe duda de que el JWST puede desempeñar un papel en la defensa planetaria", afirma Rivkin.

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El brillo de las rocas espaciales

Los asteroides de mayor importancia para los defensores planetarios son los asteroides cercanos a la Tierra, aquellos cuyas órbitas alrededor del Sol los acercan como mínimo a 45 millones de kilómetros de la propia órbita terrestre. Cualquier asteroide de al menos 140 metros de largo es capaz de destruir una gran ciudad, pero los más pequeños también pueden causar daños significativos. Incluso un asteroide de unas pocas decenas de metros de largo es capaz, con un impacto directo, de destruir una ciudad con una explosión similar a una explosión nuclear no radiactiva. Por desgracia, cuanto más pequeño es un asteroide, más difícil es verlo.

La mayoría de los observatorios que se dedican a buscar asteroides se fijan en la luz solar que rebota en ellos. Pero hay un problema: un asteroide pequeño con una superficie reflectante luce tan brillante como un asteroide más grande con una cubierta más tenue, lo que significa que la luz visible no es precisamente la forma ideal de poder determinar el tamaño de un asteroide.

Lo ideal es utilizar un telescopio que pueda ver la luz infrarroja para encontrar las señales térmicas de estos asteroides. "Muchos de estos objetos son mucho más brillantes en el infrarrojo", afirma Julien de Wit, coautor del estudio y científico planetario del MIT. En el infrarrojo, un asteroide más grande siempre brilla más que uno más pequeño, independientemente de lo reflectante o tenue que sea su recubrimiento exterior, lo que significa que el infrarrojo da a los astrónomos una idea mucho mejor del tamaño de un asteroide.

El JWST tiene unos ojos infrarrojos impecables, así que de Wit y Burdanov pensaron: ¿por qué no utilizarlos en su beneficio?

Para averiguarlo, utilizaron un método desarrollado por primera vez en la década de 1990 llamado shift-and-stack (que podría traducirse como "desplazar y apilar"). Supongamos que tenemos varias imágenes de la misma parte del espacio tomadas por un telescopio. Un asteroide aparecería en esas imágenes como una fuente de luz muy tenue que se desplaza por ellas. Si se apilan varias imágenes de esa fuente de luz tenue y se hace un seguimiento de ella a medida que se desplaza por las distintas imágenes, es posible amplificar el "brillo" de la fuente y determinar de qué se trata (en este caso, de un asteroide).

El equipo comprobó si este método de desplazamiento y apilamiento funcionaba utilizando dos observatorios terrestres que buscan exoplanetas. Y funcionó a las mil maravillas: en conjunto, se detectaron cientos de cuerpos pequeños, desde asteroides del cinturón principal hasta rocas espaciales que se arrastran por Júpiter, incluidos 43 objetos potencialmente nuevos.

A continuación, el equipo centró su método en TRAPPIST-1, un sistema estelar situado a 40 años luz que alberga múltiples exoplanetas rocosos. En 10 000 imágenes preexistentes del JWST, el equipo halló 138 nuevos asteroides dentro del cinturón principal, con tamaños que oscilaban entre unos 60 metros de largo y unas decenas de metros de ancho.

Los asteroides del cinturón principal en órbitas estables no son una amenaza. Pero este estudio demuestra que, mientras realiza otras tareas, es posible utilizar el JWST para encontrar asteroides de tamaño pequeño pero peligroso. En caso necesario, el JWST puede asociarse con otros observatorios para rastrear estos asteroides y determinar si alguno podría dirigirse hacia nosotros.

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Defensores de la Tierra

El JWST está principalmente encargado de estudiar el cosmos lejano. "A los asteroides no se les dedica mucho tiempo", afirma Sabina Raducan, científica planetaria de la Universidad de Berna (Suiza) que no ha participado en el nuevo estudio. "Pero es muy bonito ver qué tipo de ciencia es posible hacer simplemente observando otra cosa", añade.

Encontrar asteroides con el JWST es un beneficio gratuito y que a veces sea capaz de detectar rocas espaciales extremadamente pequeñas que podrían haber sido ignoradas por otros telescopios es un descubrimiento más que bienvenido. Pero un observador más devoto asoma por el horizonte: la NASA planea lanzar otro telescopio espacial llamado Near-Earth Object Surveyor (Detector de Objetos Cercanos a la Tierra) a finales de esta década. Y esté vendrá completa y específicamente equipado con detectores infrarrojos para esta tarea tan específica.

De Wit insiste en que el JWST no destronará al NEO Surveyor antes de su lanzamiento. El JWST tampoco dejará de lado a ninguno de los observatorios terrestres que ya son bastante eficaces en el espionaje de asteroides. Por ejemplo, el casi completado Observatorio Vera Rubin de Chile, un telescopio de luz visible de nueva generación que, durante su primer año de funcionamiento, detectará millones de nuevos asteroides.

"JWST no va a interferir en su misión", afirma de Witt. Pero la investigación de su equipo sugiere que ayudará a los defensores planetarios. Si el JWST capta el mismo asteroide a lo largo de varias imágenes, se puede empezar a averiguar en qué tipo de órbita se encuentra y, con la ayuda de otros observatorios, averiguar si se trata de un asteroide del cinturón principal rumbo a convertirse en un asteroide cercano a la Tierra.

"Si se encuentra un posible impactador, el JWST será uno de los mejores medios para obtener información temprana sobre su tamaño, composición, etc.", afirma Rivkin. "Esto podría utilizarse para planificar la mitigación y ayudar a diseñar cualquier misión de reconocimiento". Conocer las propiedades de un asteroide que se aproxima a la Tierra es muy importante para decidir si es mejor desviarlo o volarlo en pedazos.

A fin de cuentas, este estudio subraya que el JWST es "una herramienta realmente fantástica" capaz de hacer mucho más de lo que nadie había previsto, afirma Burdanov. Y cuando se trata de defender al mundo de asteroides potencialmente peligrosos, todas las herramientas son útiles.