De mensajeros del apocalipsisi a posibles arcas de Noé microbianas: asteroides y meteoroides

De mensajeros del apocalipsisi a posibles arcas de Noé microbianas: asteroides y meteoroides

Autor: Jorge I. Zuluaga

Resumen

Dos referencias bíblicas para el título de un artículo científico parecen demasiado, pero reflejan fielmente, de un lado, la relación que parece existir en nuestra cultura con los asteroides y sus familiares, los meteoroides, los meteoros y los meteoritos y del otro, una conexión intrigante que podría existir entre estos cuerpos y el origen de la vida en la Tierra. Les ofrezco en estas páginas una revisión de estos dos interesantes aspectos de la investigación sobre las que llamaré informalmente las rocas espaciales. Revisaremos primero algunos conceptos fundamentales que son útiles para los que se sumergen por primera vez en estas aguas, pero también algunos tópicos de actualidad dirigidos especialmente a los expertos que pueden leer este artículo por curiosidad. Espero que sirva para sanar las heridas de la relación que, como humanidad, tenemos con los asteroides o, tal vez, y todo depende de su sensibilidad, termine agravándolas.


Ser o no ser

Entre el 6 y el 10 de junio de 2016 se realizó en el European and Space Research and Technology Centre (ESTEC), de la Agencia Espacial Europea (ESA) en Noordwijk, Holanda, el congreso trianual Meteoroids 2016. En él se reunieron un centenar de algunos de los mejores expertos mundiales en el tema de las rocas (meteoroides) que se precipitan constantemente sobre la atmósfera de la Tierra procedentes del espacio interplanetario. Uno de los objetivos de Meteoroids 2016 era reunir a los miembros de la comisión F1 de la Unión Astronómica Internacional, IAU (comisión a la que tengo el honor de pertenecer), para aprobar, entre otras cosas, la nueva nomenclatura que se usará en lo sucesivo para referirse a todo lo que tiene que ver con las rocas y el polvo espacial. En ella (1) hay términos definidos de forma muy precisa, como pasa con los nombres en muchas disciplinas de la ciencia, y otros que dependen del contexto en el que se usen.

A partir de 2016, un asteroide se define como cualquier cuerpo sólido que orbite el Sol, que tenga un diámetro de entre un metro y el tamaño de un planeta enano (menor de 800 km, para ser más precisos) y que no esté perdiendo masa en la forma de gas, polvo u otros cuerpos más pequeños (Figura 1). A los cuerpos de tamaños similares a los asteroides que pierden masa se los llama cometas. Pero, ¿qué pasa con las rocas más pequeñas de un metro? A diferencia de otras categorías (por ejemplo, la muy discutida de planeta), el diámetro mínimo para llamar a una roca espacial asteroide es arbitrario, tal y como lo decidió la comisión F1 de la IAU. Arbitrario más no caprichoso. Está inspirado en el que es el asteroide más pequeño descubierto a la fecha y que ostenta el romántico nombre de 2008 TS26 (ver recuadro).

Los nombres de los asteroides

Después de que un asteroide es descubierto se le asigna una denominación provisional formada por el año del descubrimiento, una letra que denota la quincena del año (siendo A la primera quincena de enero y Z la segunda quincena de diciembre) y otra letra que denota la posición en la que fue descubierto (siendo A el primero en descubrirse en esa quincena, B el segundo, etc.); cuando se acaban las letras, se agrega un número indicando un nuevo ciclo. Así, por ejemplo, en una determinada quincena, después del asteroide Z sigue el A1, el B1, etc. Por ejemplo, el asteroide 2008 TS26 fue descubierto en la primera quincena de octubre (T) del año 2008 y corresponde al objeto número 668 descubierto en esa quincena (18(S)+26x25). Si la existencia del asteroide es indiscutible, el descubridor le puede dar un nombre propio enviando para ello una solicitud al Centro de planetas menores de la NASA y a la IAU, donde es evaluada por un comité de 16 personas que determinan la validez del nombre. Así fue justamente como el asteroide 2003 FZ128 recibió en 2014 el nombre 347940 Jorgezuluaga, el primer asteroide con el nombre de un científico colombiano (autor del presente artículo).

El nombre correcto a partir de 2016 para rocas que orbitan el Sol y que tienen un diámetro menor a un metro es el de meteoroide. Este nombre, sin embargo, no es nuevo, venía usándose desde varias décadas, pero la frontera que separaba a los meteoroides de los asteroides era bastante vaga.

Hay un detalle sin embargo un poco truculento. El nombre meteoroide proviene de la asociación que hacemos de estos cuerpos con los meteoros. De acuerdo a las nuevas definiciones de la IAU, un meteoro es el fenómeno luminoso (y todos los fenómenos físicos asociados con él, como sonidos, ondas de choque, ionización atmosférica) que se produce cuando un meteoroide entra a la atmósfera. Estos fenómenos son llamados popularmente “estrellas fugaces”. Si el meteoro es realmente luminoso (técnicamente, si tiene una “magnitud aparente” menor a -4 o equivalentemente si es más brillante que Venus en su mejor momento), decimos que se produjo un bólido. Finalmente, si el bólido es aproximadamente 50 veces más brillante que la luna llena o hasta más, decimos que es un superbólido. (Figura 2)

Entonces, un meteoroide es algo que produce un meteoro, un bólido o un superbólido, ¿correcto? El problema es que cualquier objeto de un metro o más (que llamaríamos según la definición anterior, asteroide) y que impacte la atmósfera de la Tierra,sería también capaz de producir un bólido o superbólido. A este objeto la nueva definición de la IAU lo sitúa en la categoría de meteoroide. Si ya se enredó no es que le haya caído un meteoroide en la cabeza, es que el asunto es truculento.

Déjeme explicárselo con una historia (el diagrama de la Figura 1 también puede ser de mucha ayuda). A principios del año 2013 una roca de 19 metros de diámetro orbitaba el Sol (un asteroide según la definición anterior). El asteroide, que era desconocido por el hombre en ese momento, vagaba por el Sistema Solar en una órbita ovalada que cruzaba la trayectoria de la Tierra cada dos años y cuatro meses. (2, 3) El 15 febrero de 2013 el asteroide tuvo la mala suerte de pasar por el mismo punto del espacio por el que se encontraba la Tierra y fue “atropellado” por ella; como resultado, en la región de Chelyabinsk, en Rusia, fueron testigos de un gran superbólido. (Figura 2)

En el preciso instante en el que el asteroide protagonista de nuestra historia entró a la atmósfera, pasó de ser un asteroide a un meteoroide sin importar el tamaño que tenía originalmente. Así es como hoy nos referimos al meteoroide de Chelyabinsk y no al asteroide 2013 CB (su designación provisional si hubiera sido, por ejemplo, el primer asteroide descubierto en la segunda quincena de febrero de ese año). Ese mismo día, una roca de 30 metros de diámetro pasó cerca de la Tierra en una coincidencia histórica con el impacto en Chelyabinsk. Como la roca no impactó la atmósfera y tiene más de un metro, hoy se lo llama el asteroide 2012 DA14.

¿Dónde me deja ahora a los meteoritos? No podemos dejar de definir el que es posiblemente el término más famoso (y mal utilizado también) en esta área de la astronomía. La mayoría usamos la palabra meteorito para referirnos a cualquier roca extraterrestre: “el meteorito que cayó en Chelyabinsk”, “el meteorito que extinguió a los dinosaurios”, “¿dónde venden meteoritos?”, “la NASA planea visitar un meteorito”. Valga la oportunidad para mencionar que casi todos los usos de la palabra meteorito en los ejemplos anteriores están equivocados.

Según la comisión F1 de la IAU, un meteorito es un cuerpo sólido mayor de un milímetro que se encuentre en la superficie de un planeta con atmósfera y que haya sobrevivido a la fase de meteoro o bólido. No hay meteoritos orbitando el Sol y ninguno de ellos extinguió a los dinosaurios. Los únicos meteoritos que existen están exhibidos en museos o colecciones privadas y son los restos de meteoroides. Con esta definición podemos finalmente describir la vida de una roca espacial así (Figura 1): un asteroide (o meteoroide si es menor a un metro) choca contra la atmósfera de la Tierra. En caso de ser un asteroide se convierte automáticamente por definición en un meteoroide, que produce un fenómeno luminoso que llamamos meteoro, bólido o superbólido. Si tiene suerte, todo el meteoroide o partes de él terminan cayendo a la tierra en la forma de uno o muchos meteoritos.

El meteoroide del apocalipsis 

Es imposible hablar de asteroides o meteoroides sin mencionar el riesgo que corre nuestro agobiado y sobrepoblado planeta que, al ser golpeado por uno de estos cuerpos, se produzca un desastre natural. ¿Qué es lo último que sabemos sobre este catastrófico tema? Décadas de observación e investigación cuidadosa de los asteroides allá afuera y de los impactos de meteoroides que hemos observado en los últimos 20 años desde la Tierra y el espacio (incluyendo naturalmente el de Chelyabinsk) han permitido recientemente actualizar lo que sabíamos acerca de la frecuencia con la que se producen estos impactos.

La conclusión es clara: nuestro planeta es golpeado con más frecuencia de lo que creíamos. Algunos de esos impactos pueden infringir daños desde moderados hasta muy graves a nuestra frágil civilización. Se estima que al menos 100 impactos de meteoroides de aproximadamente un metro de diámetro y con la capacidad de liberar en la atmósfera energías cercanas a las de una pequeña bomba atómica (cerca de 10 kilotones) se producen cada año en todo el planeta. (Figura 3) Por suerte, la superficie de la Tierra está cubierta casi en su totalidad por océanos y desiertos de arena y hielo bastante despoblados (¡aunque no por mucho tiempo!); de lo contrario, la historia sería muy distinta.

Más preocupante todavía es el hecho de que impactos mayores, producidos por meteoroides, con algunas decenas de metros y energías comparables a las más grandes bombas nucleares (varios megatones), se pueden producir hasta 10 veces más frecuentemente de lo que pensábamos hace 10 años. (4) (Figura 4) Se calcula que, en promedio, podría haber un impacto de un megatón cada 12 años (5) (el de Chelyabinsk fue de 0,4 Mtones y produjo miles de heridos y millones en pérdidas materiales). ¿Debemos preocuparnos? ¡Por supuesto! Si bien no estamos hablando de impactos capaces de producir un desastre natural de escala global, como aquel que se cree dio el puntillazo final para la extinción de casi tres cuartas partes de la flora y la fauna a finales del Cretácico, incluyendo los dinosaurios, pequeños impactos podrían hacer un daño no despreciable.

Con una civilización que se reproduce exponencialmente, que ocupa una superficie cada vez mayor y que depende de tecnologías relativamente frágiles en términos astronómicos (satélites, cables submarinos, barcos, puentes y edificios), debemos al menos estar alertas. Nuestra civilización planetaria ya no solo debe preocuparse por predecir el clima, la trayectoria de huracanes y tornados o por registrar terremotos y tsunamis, es tiempo también de que empiece a mirar sistemáticamente el cielo en busca de estas amenazas. 

¿Están todos los lugares de la Tierra igual de expuestos al impacto de un meteoroide? Usando una técnica desarrollada por nuestro grupo de investigación (el Solar Earth and Planetary Physics Group de la Universidad de Antioquia) y que fue aplicada para investigar el impacto del meteoroide de Chelyabinsk en 2013, estamos poniendo a prueba la hipótesis de que en cada momento no toda la Tierra está igual de expuesta a los impactos. La idea fue inspirada en el hecho de que los dos más grandes eventos de impacto de los que hemos sido testigos en los últimos 100 años se produjeron a menos de 3.000 km de distancia uno del otro. ¿Una casualidad? ¡Estamos trabajando en ello! Por ahora hemos encontrado que si se asume que la distribución de velocidades de impacto es la misma, independiente de la dirección del cielo de la que provenga el meteoroide, en cada momento un hemisferio de la Tierra (Figura 4) podría tener dos veces más probabilidad de ser impactado que el hemisferio contrario. ¡No querrás estar en el hemisferio incorrecto! Los resultados son todavía preliminares pero han demostrado la validez del método que ideamos para poner a prueba esta idea.

Como lo demuestra este esfuerzo, Colombia no debe estar al margen de los esfuerzos de toda la humanidad para estudiar los asteroides que vagan en las vecindades de la Tierra (llamados NEAs, de Near Earth Asteroids, por sus siglas en inglés). Nuestro país debería también ocuparse de estudiar las decenas de meteoroides de tamaño moderado que ingresan cada año tan solo sobre la atmósfera de nuestro país. Estamos en un lugar privilegiado de la Tierra, tenemos altas montañas y acceso a los dos hemisferios celestes. En ese sentido y desde hace ya 6 años, la Universidad de Antioquia viene gestionando con la gobernación del Huila la creación de un observatorio profesional en el desierto de la Tatacoa (no es el sitio más alto, pero sí el que ofrece las mejores condiciones de accesibilidad). Este observatorio tendría, entre otros objetivos científicos, hacer seguimiento de NEAs y, por qué no, descubrir nuevos cuerpos potencialmente peligrosos.

Así mismo, con un área de casi el 1% del área continental de la Tierra, Colombia debe trabajar en la instalación de una red nacional de monitoreo de meteoros como las que existen ya en España, Francia, Estados Unidos, Canadá o Australia. (6) Actualmente, en la Universidad de Antioquia hemos iniciado conversaciones con los gestores de la red francesa para la instalación de un mínimo de 10 cámaras de cielo completo en todo el territorio nacional que se conviertan en la base de una red que se extienda por todo el país. Una red como esta permitiría estudiar desde eventos pequeños hasta los grandes bólidos que se han observado en años recientes y que no pasaron de ser más que curiosidades en redes sociales. (Figura 5)

¿Y dónde me deja el apocalipsis? Si bien no estamos exentos de ser impactados por cuerpos de varios kilómetros de diámetro, capaces de infringir daños globales e incluso acelerar la extinción de miles de especies (incluyéndonos), también es cierto que casi la totalidad de objetos de estos tamaños han sido catalogados y estudiados ya. A la fecha se conoce la ubicación y trayectoria del 90% de los asteroides más grandes que 1 km que pueden aproximarse peligrosamente a la Tierra. Ninguno de ellos va a chocar con nuestro planeta en las próximas décadas, si bien un par podrían aproximarse a distancias menores que las de la Luna en el mismo lapso.

¿Podemos entonces descansar y dedicarnos a otros asuntos más urgentes? ¡Para nada! Como ya expliqué, no hace falta el impacto de un objeto grande para producir, por ejemplo, la caída de las principales bolsas de valores en el mundo (en caso, por ejemplo, de que se produzca en una ciudad importante) o cause miles y hasta millones de fatalidades.

El lado amable

No parece haber entonces un apocalipsis asteroidal en ciernes. Pueden haber impactos pequeños cuyo efecto se pueda minimizar con preparación e información.

Pero hay un lado positivo del impacto de meteoroides, un aspecto que podría ofrecer inesperadas ventajas para la vida de la Tierra o en otros lugares en el Sistema Solar. Experimentos y trabajos teóricos han determinado que esporas bacterianas o fragmentos químicos relativamente complejos, podrían sobrevivir al impacto de un cuerpo relativamente grande contra nuestro planeta. Ese material orgánico o biológico podría quedar atrapado en fragmentos de roca que saldrían despedidos desde el lugar del impacto. Un fragmento, convertido ahora en un meteoroide, después de vagar miles o millones de años, podría terminar ingresando en la atmósfera de Marte o cayendo libremente en la superficie de las lunas de Júpiter y Saturno. Con su carga química o biológica a bordo, el meteoroide terrestre actuaría como una especie de “arca de Noe microbiana” o una improvisada nave espacial mineral, llevando la vida a lugares en los que posiblemente no habría surgido espontáneamente.

Es interesante anotar que en las nuevas definiciones introducidas por la comisión F1 de la IAU, si no hay meteoro en la caída de un meteoroide o asteroide, que es el caso de lunas o planetas sin atmósfera (p.e., las lunas Europa de Júpiter o Encéladus de Saturno) el fragmento no recibe el nombre de meteorito y conservaría la denominación de meteoroide o asteroide (dependiendo del tamaño).

Si esto le parece muy traído de los cabellos o propio solo de la ciencia ficción, tome nota de este cálculo realizado por astrónomos de la Universidad de Pensilvania. (7) Se calcula que de la incontable cantidad de fragmentos de roca que proyectó al espacio interplanetario el impacto en Yucatán de hace 65 millones de años, unos pocos se habrían convertido en naves interplanetarias improvisadas que habrían llovido en la superficie tan solo de la luna Europa. Frente a una realidad como esta, los esfuerzos ingentes que realizan las agencias espaciales para evitar que naves robóticas choquen contra esas lunas heladas, llevando a bordo polizones biológicos que pueden contaminar estos prístinos ambientes, parece un verdadero chiste. Impactos naturales podrían haber llevado “contaminantes” biológicos a lo largo de los últimos 4.000 millones de años desde la Tierra a casi todos los lugares del sistema solar.

Este es el caso, por ejemplo, de la sonda Juno que se parqueó en órbita alrededor de Júpiter el 4 de julio de 2016. La sonda orbitará el planeta por más de 20 meses al cabo de los cuales los diseñadores de la misión deberán lanzarla sobre las nubes del planeta antes de que sus instrumentos fallen completamente y termine precipitándose accidentalmente sobre Europa u otra de las lunas heladas de Júpiter, contaminándola.

La posibilidad más interesante, sin embargo, se daría al contrario. La vida de la Tierra podría haber evolucionado a partir del insumo inicial que meteoroides conteniendo una carga química e incluso una carga biológica extraterrestre provenientes de otros rincones del sistema solar primitivo, o incluso de otros sistemas estelares, habrían traído a nuestro planeta deshabitado. En ese sentido todos seríamos de alguna manera descendientes de organismos extraterrestres.

Este es el caso, por ejemplo de la sonda, Juno que se parqueó en órbita alrededor de Júpiter el 4 de julio de 2016. La sonda orbitará el planeta por más de 20 meses al cabo de los cuales los diseñadores de la misión deberán lanzarla sobre las nubes del planeta antes de que sus instrumentos fallen completamente y termine precipitándose accidentalmente sobre Europa u otra de las lunas heladas de Júpiter, contaminándola.

REFERENCIAS

1. Borovicka, J. About the definition of meteoroid, asteroid, and related terms, the Journal of the IMO 44:2 (2016).

2. Zuluaga, Jorge I., Ignacio Ferrin, and Stefan Geens. "The orbit of the Chelyabinsk event impactor as reconstructed from amateur and public footage." arXiv preprint arXiv:1303. 1796 (2013).

3. Zuluaga, Jorge I., and Ignacio Ferrin. "A preliminary reconstruction of the orbit of the Chelyabinsk Meteoroid." arXiv preprint arXiv:1302.5377 (2013).

4. Brown, P. G., Assink, J. D., Astiz, L., Blaauw, R., Boslough, M. B., Borovička, J., ... & Cooke, W. D. (2013). A 500-kiloton airburst over Chelyabinsk and an enhanced hazard from small impactors. Nature, 503(7475), 238-241.

5. Boslough, Mark, Peter Brown, and Alan Harris. "Updated population and risk assessment for airbursts from near-Earth objects (NEOs)." 2015 IEEE Aerospace Conference. IEEE, 2015.

6. Watson, T. (2016). France launches massive meteor-spotting network. Nature,534, 304-305.

7. Worth, R. J., Sigurdsson, S., & House, C. H. (2013). Seeding life on the moons of the outer planets via lithopanspermia. Astrobiology, 13(12), 1155-1165.

CIBERGRAFÍA

1. JPL. JPL Small-Body Database Browser: (2008 TS26). http://ssd.jpl.nasa.gov/sbdb.cgi. Consultado el primero de Julio de 2016.

2. IAU. Sitio web de la Comisión F1 de la Unión Astronómica Internacional. (2016), https://www.iau. org/science/scientific_bodies/commissions/F1. Consultado el primero de Julio de 2016.

3. Wikipedia. Provisional designation in astronomy (2016).

4. https://en.wikipedia.org/wiki/Provisional_designation_in_astronomy. Consultado el primero de Julio de 2016.

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