Apophis: un asteroide con una historia interesante

Apophis es un asteroide cuya órbita alrededor del Sol cruza la órbita de la Tierra. A este tipo de asteroide se le llama “asteroide cercano a la Tierra”, conocido en la literatura de habla inglesa como “Near-Earth Asteroid” (NEA). Por sus dimensiones y su órbita, a Apophis también se le llama “asteroide potencialmente peligroso” o “Potentially Hazardous Asteroid” (PHA por sus siglas inglés), por el daño que su impacto a la Tierra podría causar. Por lo tanto, su observación continua ha sido de interés para determinar si en el futuro cercano hubiera una alta probabilidad de impacto.

 
El Grupo sobre Planetas Menores del INAOE participó en la Campaña IAWN Apophis 2021 realizando observaciones espectroscó- picas las noches del 6 al 11 de marzo de 2021 con el telescopio de 2.1m del Observatorio Astrofísico Guillermo Haro (Cananea, Sonora). La figura muestra las curvas de la reflectancia espectral relativa de Apophis para cada noche de observación. El resultado indica que Apophis pertenece a la clase S (rocoso) de asteroides

Apophis fue descubierto el 19 de junio de 2004 por los astrónomos Roy Tucker, David Tholen y Fabrizio Bernardi en el Observatorio Nacional de Kitt Peak, cerca de Tucson, Arizona. Sin embargo, debido a problemas técnicos y de clima, sólo lo pudieron observar durante dos noches. Por fortuna, casualmente el observatorio de Siding Spring en Australia lo volvió a encontrar en diciembre del mismo año. Con las pocas observaciones hechas en la segunda mitad del año 2004, no era posible determinar su tamaño con precisión, aunque se sabía que era grande, ni calcular con exactitud su órbita y la probabilidad de un impacto a la Tierra.

En diciembre de 2004 hubo un período de preocupación, por suerte no muy largo, porque con base en las observaciones que se hacían, existía una probabilidad de 2.7 por ciento de que Apophis impactara a la Tierra el 13 de abril de 2029. Esto es, una probabilidad de impacto de uno en 37. Aunque la información que se tenía sobre Apophis fue pública, incluyendo que el tamaño mínimo que se le calculaba era 450 metros, la prensa internacional y las redes de televisión no le dieron gran atención. Esa falta de atención fue muy justificable, ya que el 26 de diciembre de 2004, un terremoto de magnitud 9.1 en la escala de Richter tuvo su epicentro en la costa noroeste de la isla de Sumatra, Indonesia. El terremoto ocasionó grandes pérdidas, humanas, materiales y ambientales, por lo que la atención del mundo estuvo enfocada en los intentos de rescate y al drama humano que se desplegaba en el Océano Índico.

Regresando a Apophis, si ese 2.7 por ciento de probabilidad de impacto a la Tierra se hubiera llegado a convertir en realidad, las consecuencias habrían sido mucho más graves que las ocasionadas por el tsunami del Océano Índico. Al hacer cálculos de probabilidad de impacto, a la incertidumbre asociada con el desconocimiento de la órbita exacta del asteroide, su tamaño, su período de rotación y otros factores, le corresponde un “corredor de riesgo”. Este corredor de riesgo es por donde el asteroide podría pasar cerca de la Tierra o donde podría impactar a la Tierra. Al calcular la trayectoria de Apophis con los datos que se tenían en diciembre de 2004, su corredor de riesgo de impacto empezaba en la costa oeste de Canadá, seguía casi paralelo a la costa del Pacífico de Estado Unidos, la costa oeste de México, cruzaba tierra en la frontera entre Costa Rica y Nicaragua, entraba brevemente por el mar Caribe, pasando luego sobre Colombia y Venezuela para salir al Océano Atlántico donde terminaba. Por no haber información sobre esta posibilidad en los medios de información, no hubo preocupación entre la gente que vivía a lo largo del corredor de riesgo.

Sin embargo, los astrónomos sí se preocuparon por estimar las consecuencias de un impacto de Apophis. Usando modelos, se estimó que el impacto de un asteroide de 450 metros de diámetro, en el océano, cerca de la costa levantaría olas del orden de 200 a 300 metros de altura (comparado a 30 metros del tsunami en el Océano Índico). La altura de esta ola dependería de la profundidad del Océano Pacífico o Atlántico en el lugar de impacto. Es de esperarse que no habría habido muchas pérdidas en vidas humanas o de animales ya que se tendrían casi quince años para tomar medidas de mitigación, principalmente de evacuación. Sin embargo, el agua del mar penetraría varios kilómetros en tierra firme llevándose a su paso buena parte de la infraestructura y dañando mucha más.

Cuando un asteroide recientemente descubierto es de interés, pero no es posible hacer más observaciones por su posición alrededor del Sol o por cualquier otra razón, se buscan imágenes de observaciones anteriores que cubren la región del cielo por donde ese asteroide debería de haber pasado. Una vez que se encuentra el asteroide, los segmentos de su órbita, que aparecen en las imágenes, contribuyen a una mejor determinación de la órbita del asteroide. En inglés a estos datos se les llama “precovery” que es una forma económica de indicar que son datos obtenidos de imágenes anteriores al descubrimiento del asteroide. El 27 de diciembre de 2004 se encontró el “precovery” del 15 de marzo de 2004. Estos datos se usaron para refinar el cálculo de su órbita. Como se mencionó, Apophis fue descubierto en junio de 2004 y fue designado inicialmente 2004 MN4 por el Centro de Planetas Menores (MPC por sus siglas en inglés) que posteriormente, cuando su órbita se consideró suficientemente determinada, le dio su identificación final: (99942) Apophis.

Con los datos de la órbita de Apophis obtenidos de “precovery” de imágenes astronómicas anteriores y datos sobre su tamaño, obtenidos entre diciembre de 2012 y marzo de 2013 por los radares de Arecibo, (Puerto Rico) y Goldstone (California), la posibilidad de un impacto a la Tierra en 2029 quedó descartada. Ahora se predice que Apophis pasará a 31,900 km de la Tierra, sin riesgo de impacto en 2029. No es común que un asteroide tan grande pase tan cerca de la Tierra.

Tampoco es común que los asteroides reciban un nombre, la mayor parte de ellos sólo tienen la designación numérica que les da el MPC. Una vez que un asteroide recibe su número definitivo, su(s) descubridor(es) puede(n) darle un nombre y estos astrónomos escogieron el de “Apophis”, el 19 de julio de 2005. Se dice que Tholen y Tucker eran aficionados a la serie de televisión “Stargate SG-1”. Uno de los villanos de esa serie era un extraterrestre de nombre “Apophis” y es posible que por eso le hayan dado ese nombre al asteroide. En el mundo ficticio de la serie, “Apophis” había vivido en Egipto en la antigüedad y se hacía pasar por un dios, dándole así el nombre al dios mitológico egipcio. Por otra parte, “Apophis” es el nombre griego de “Apep”, enemigo del antiguo dios egipcio del Sol, Ra. “Apophis” es una malévola serpiente que vive en la eterna obscuridad de Duat y trata sin éxito de tragarse a Ra en su paso cada noche para que no termine la obscuridad.

Apophis completa una órbita alrededor del Sol en aproximadamente 0.9 años terrestres. Esto lo pone en el grupo de asteroides “Atenas” cuyas órbitas tienen diámetros menores que el diámetro de la órbita de la Tierra (1 Unidad Astronómica; 1 UA). Como resultado del acercamiento cercano de Apophis a la Tierra en 2029, el diámetro de la órbita de Apophis se hará poco mayor que la órbita de la Tierra. Cuando esto suceda, será reclasificado al grupo de asteroides “Apolo” cuyas órbitas cruzan la órbita de la Tierra y son mayores que 1 UA.

Sabiendo que la aproximación cercana de abril de 2029 no conlleva riesgo para la Tierra, la comunidad de astrónomos lo vio como una gran oportunidad para determinar con mucha precisión los parámetros físicos de Apophis, avanzar el conocimiento científico sobre asteroides y llevar a cabo un ejercicio de defensa planetaria. Hacia estos objetivos, la Red Internacional de Alerta de Asteroides (International Asteroid Warning Network; IAWN) llevó a cabo una campaña de observación de Apophis en su acercamiento a la Tierra de marzo de 2021. Bajo el nombre “IAWN Apophis 2021 Campaign”. La Campaña inició el 15 de octubre de 2020 y terminó el 15 de marzo de 2021. El acercamiento máximo de Apophis fue el 6 de marzo a poco más de 40 veces la distancia de la Tierra a la Luna. Con las observaciones acumuladas, se sabe que Apophis tiene un período de rotación de 30 horas.

El Grupo sobre Planetas Menores del INAOE participó en la Campaña IAWN Apophis 2021 con observaciones espectroscópicas de Apophis con el telescopio de 2.1m del Observatorio Astrofísico Guillermo Haro (Cananea, Sonora). Se obtuvieron las curvas de la reflectancia espectral relativa de Apophis para cada noche de observaciones y la clasificación taxonómica indica que Apophis pertenece a la clase S (rocoso) de asteroides.

Para el tercer de los objetivos mencionados, la Campaña IAWN Apophis 2021 simuló que Apophis no había sido descubierto y caracterizado, para realizar un ejercicio internacional de defensa planetaria a partir del momento que Apophis “fuera descubierto”. Su “descubrimiento” sería con base en los reportes de observaciones de posibles asteroides que normalmente envían los observatorios del mundo al Minor Planet Center, es decir, sin hacer un esfuerzo especial. En el caso de Apophis, las observaciones de seguimiento, también operando en modo normal, que realizan los observatorios, servirían para hacer su astrometría (parámetros orbitales) y caracterización. A pesar de que Apophis estaba a 17 millones de kilómetros de la Tierra en su máximo acercamiento en 2021, los datos obtenidos por el radar de Goldstone permitieron determinar que el asteroide tiene 340 metros de diámetro y esto permitió eliminar las posibilidades de impacto a la Tierra en 2036 y en 2068. De hecho, Apophis no tiene ya probabilidades de impactar la Tierra en los próximos cien años.

Desviándose del caso real, los parámetros orbitales del Apophis simulado se alterarían hasta que la probabilidad de impacto a la Tierra llegara al valor en que habría que alertar a las autoridades de un riesgo significante. La alerta llevaría recomendaciones sobre acciones que agencias espaciales y autoridades de protección civil podrían tomar.

La alerta de posible impacto a la Tierra se enviaría a los gobiernos de los países en riesgo, a la Oficina de Naciones Unidas para Asuntos del Espacio Ultraterrestre y al Grupo Consultivo de Planeación de Misiones Espaciales (Space Mission Planning Advisory Group; SMPAG). Este grupo de agencias espaciales incluye a todas las que tienen la capacidad de enviar una serie de vehículos espaciales hacia un asteroide que tenga probabilidades de impactar a la Tierra. Tanto IAWN como SMPAG se establecieron en 2014 bajo los auspicios de la Organización de las Naciones Unidas. Actualmente IAWN trabaja bajo la Presidencia de la National Atmospheric and Aeronautics Administation (NASA) de los Estado Unidos y SMPAG bajo la Presidencia de la Agencia Espacial Europea. El Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE) es miembro fundador de IAWN desde enero de 2016.

La Campaña IAWN Apophis 2021 incluyó el uso de modelos de riesgos debidos al impacto de un asteroide para estimar, con las escalas de Palermo y Torino, pérdidas de vidas humanas y materiales con base en los datos de la caracterización de Apophis (e. g. tamaño, velocidad y ángulo de incidencia, composición) y lugar de impacto a lo largo del corredor sobre la superficie terrestre con riesgo de impacto. Este ejercicio se repetirá, refinando así la defensa planetaria de la Tierra.

 

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