Respuestas XXXI: ¿Cómo sabemos si un cometa es peligroso?

Ante nada, quería agradecer a la Agrupación Astronómica de Ibiza, descubridora de 53 asteroides hasta la fecha, su colaboración en este artículo. Podéis ver y seguir su página en Facebook haciendo click sobre este texto en azul o visitar su página web.

El otro día hablaba del cometa verde ISON y, en la sección de comentarios de Facebook, apareció un interrogante relacionado con el método utilizado para saber que un cometa no va a impactar contra nuestra cara (libre interpretación). Es decir, ¿Cómo sabemos que un cometa no representa ningún peligro para la Tierra?

Crédito: Damian Peach.

No se necesitan complejas redes de satélites y mediciones extrañas para deducir la órbita de un cometa. En realidad se usa un método muy simple basado en la observación directa que combina la trigonometría con algunos cálculos basados en principios físicos. Ya sabemos que la palabra trigonometría asusta, pero ahora veréis que no hay por qué temerle. Empezamos por lo básico.

Todo en el universo se mueve, incluidas las estrellas, pero están demasiado lejos como para que nos demos cuenta. Como ejemplo, la más cercana, Alpha Centauri, está a 4 años-luz de distancia, que equivale 4 años de viaje si te movieras a la velocidad de la luz (300.000 kilómetros por segundo). Eso son casi 38 billones de kilómetros en total. O sea, que si Alpha Centauri se moviera un millón de kilómetros en cualquier dirección, no nos enteraríamos.

Para poner una analogía más cercana, si los Cazadores de Mitos estuvieran en el horizonte (que cae a unos 5 kilómetros en un terreno plano) y se movieran un metro a la izquierda, ni siquiera lo notarías. En cambio, si los tuvieras muy cerca y se movieran un metro, te darías cuenta en seguida, tanto por su desplazamiento como porque no pueden dar dos pasos sin hacer saltar algo por los aires.

¿Y por qué los Cazadores de Mitos? Porque ayer vi un episodio después mucho tiempo y considero que nunca se le va a dar suficiente publicidad a este programa.

Sólo podríamos llegar a percibir el movimiento de las estrellas comparando su posición con miles de años de diferencia. De hecho, si fueras capaz de viajar 100.000 años al futuro y echar un vistazo al cielo, el leve movimiento acumulado durante todo ese tiempo habría convertido el cielo nocturno en algo totalmente diferente y no podrías reconocer ninguna constelación.

Pero esto sólo pasa en escalas de tiempo muy largas. En el día a día, aunque estemos utilizando un telescopio potente, si echamos una foto del cielo estrellado en un momento dado y tomamos otra poco después, la estrellas no se habrán desplazado entre sí. Por eso desde la antigüedad sospechaban que los planetas (aunque no supieran que eran planetas) tenían propiedades diferentes al resto del firmamento: al estar mucho más cerca de nosotros, se mueven respecto a las demás estrellas y en diferentes épocas del año están en posiciones distintas.

Este mismo principio es el que se toma como referencia para identificar cometas y asteroides. Se toman dos fotografías del mismo punto del cielo con algún día de diferencia. Al superponer las dos imágenes, la posición de las estrellas coincidirá a la perfección porque, como hemos dicho, están tan lejos que su movimiento no es evidente. En cambio, si uno de los puntos luminosos aparece en posiciones distintas en las dos fotos, significará que está muchísimo más cerca de nosotros de lo que lo están las estrellas de fondo. Entonces sabemos que estamos viendo un cometa o un asteroide (podría ser también un planeta, pero sabemos de sobra donde están y no hace falta buscarlos con este método).

Ya, bueno, dos puntos moviéndose…  ¿SO WHAT?

En primer lugar, supongamos que el punto verde de nuestro ejemplo es un cometa, que de eso va la entrada.

A lo largo de varios días se realizan observaciones y se traza una línea en el cielo tomando como referencia la posición del cometa en cada foto, pero eso no nos da mucha información más allá de la dirección de su trayectoria. Seguimos sin saber lo lejos que está de nosotros ni la forma de su órbita.

La siguiente animación, tomada por la Agrupación Astronómica de Ibiza, ilustra el ejemplo con uno de los asteroides que han descubierto.

Por suerte, intervienen más variables.

La Tierra da vueltas alrededor del Sol a una velocidad constante y, además, conocemos muy bien las relaciones de posición entre los dos cuerpos. Además, hay que tener en cuenta que un año terrestre equivale al tiempo que tarda nuestro planeta en completar una órbita alrededor del Sol. Por tanto, durante un día se desplazará una fracción de esa distancia.

Es decir, que si tomamos fotos de un sector del cielo dos días distintos, en realidad estamos comparándolas desde dos posiciones diferentes de nuestra órbita. Aquí es donde entra en juego la trigonometría: sabiendo la posición de la Tierra en el momento de tomar cada foto, podemos representar la situación del sistema Tierra-cometa-Sol entre un día y otro de esta manera.

Pero aún nos siguen faltando datos para conocer a qué distancia se encuentra el cometa de nosotros. Aquí es donde entra en juego la siguiente aproximación: como los cometas se mueven hacia el sol, suponemos que éste es el foco exacto de su trayectoria, de manera que podemos trazar un ángulo nuevo que nos dará una aproximación de la posición del cometa. Además, sabemos que la órbita del cometa debe seguir una serie de principios físicos, como las leyes de Kepler que imponen una trayectoria elíptica y un rango de velocidades dependiendo de la distancia a la estrella.

Tras combinar los datos de muchas observaciones, pueden mezclarse las aproximaciones con la parte matemática hasta construir un modelo de la órbita del cometa.

La trayectoria calculada es una aproximación muy precisa siempre y cuando el cometa no sufra pequeñas desviaciones debidas a factores externos que nos resulta imposible predecir por falta de información.

En la práctica, desde el interior del cometa pueden producirse potentes explosiones de gas capaces de desviar su trayectoria mientras el hielo se evapora a medida que se acerca al sol. Los tirones gravitatorios de otros objetos pequeños que encuentre durante su órbita también son capaces de modificar ligeramente su órbita.

Hielo sucio: el aspecto aproximado de un cometa. (Fuente)

 

Esta incertidumbre al modelar las órbitas de objetos (ya sean cometas o asteroides) no permite asegurar al 100% que no supongan un peligro para nosotros si se aproximan mucho a nosotros. Por eso cuando alguno se acerca a la Tierra, se habla de probabilidades de impacto.

Por ejemplo, el otro día leía en una noticia que el objeto más “peligroso” registrado hasta el momento es el asteroide Apophis, que pasará muy cerca de la Tierra en el año 2036 y podría impactar contra nosotros. Bueno, claro que podría pero ningún titular dice que la probabilidad de impacto es de 1 entre 63.000 (o un 99.9984% de probabilidades de que no impacte). Aunque es verdad que es más improbable sacar una escalera de color jugando al Texas Hold’em Poker, lo cierto es que con tantos años por delante la órbita tiene que recalcularse periódicamente hasta estar seguros de nada.

De todas maneras, volviendo al tema que nos incumbe [Actualización (21/01/1015): os recuerdo que esta entrada es de 2013, ISON se desintegró al acercarse demasiado al sol], el cometa ISON ha experimentado estos días un aumento de la luminosidad que permite que sea visible a simple vista. Esto tiene una parte buena y una parte mala.

Lo bueno es que se podrá ver a simple vista en dirección al sol, un par de horas antes del amanecer. Si hacéis click en este texto podéis ver un vídeo en el que se explica detalladamente dónde podrá verse el cometa para cada hemisferio y el ecuador.

Esta es una de las imágenes del aspecto actual (más o menos) de ISON a simple vista, en un cielo despejado y con poca contaminación lumínica.

Crédito: Jerry Lodriguss.

Lo malo es que el cometa está moviéndose en dirección al sol para dar la vuelta a su alrededor y volver en nuestra dirección para perderse de nuevo en el espacio profundo (pasará a 68 millones de kilómetros de nosotros, no os preocupéis). El aumento de luminosidad de estos días puede indicar que tal vez el cometa no sobreviva a las altas temperaturas durante su aproximación al sol y se evapore antes de regresar.

En cualquier caso, será visible como mínimo hasta el día 28 de noviembre así que, por si acaso, yo me levantaré pronto algún día para verlo [ACTUALIZACIÓN (21/01/2015): no lo hice].

 

Y ahora, si me prestáis un poco de atención extra un momento, vuelve la publicidad no invsaiva de Ciencia de Sofá.

Como había comentado, ahora hago publicidad de National Geographic, que ofrece suscripciones anuales a su revista por 24,95€. En este precio vienen incluidas 12 revistas, un calendario, una agenda y dos ediciones especiales. La oferta es una pasada, siendo objetivo.

Pero, además, por petición popular (me lo ha pedido una persona, pero así suena mucho más serio), he hablado con los comerciales y ahora han sacado una nueva oferta para la suscripción anual a su revista Historia, que incluye 12 revistas y 4 libros (valorados en 60€) todo por un precio de 24.95€.

Total, que si os interesan las ofertas podéis hacer click sobre este texto verde que os llevará a una entrada donde las explico con más detalle. Y luego ya de ahí, si os interesa, podréis comprarlas.

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