Una nueva vista de los datos de archivo del telescopio Webb revela que los pequeños asteroides en el cinturón principal de asteroides son más numerosos de lo que pensábamos.
Los astrónomos han descubierto una población inesperadamente grande de pequeños asteroides del cinturón principal gracias a un nuevo análisis de imágenes del telescopio espacial James Webb. El hallazgo podría cambiar los cálculos de la tasa de impacto en la Tierra de estos cuerpos, que van desde el tamaño de una casa hasta el de un estadio.
Se trata, de lejos, de los objetos más pequeños jamás observados a tanta distancia. Artem Burdanov (MIT) y sus colegas aplicaron a las imágenes de archivo del Webb un método de desplazamiento y apilamiento informático intensivo. A partir de los sensibles detectores infrarrojos del telescopio, el equipo pudo determinar con precisión el tamaño de los pequeños objetos, de entre 10 y 500 metros de diámetro. Una versión anticipada de sus resultados aparece en Nature.
Los asteroides más grandes del cinturón principal, cuyas órbitas se sitúan entre las de Marte y Júpiter, tienden a permanecer en órbitas relativamente estables. Sin embargo, las interacciones gravitatorias perturban con más frecuencia a los más pequeños, que pueden entrar en el sistema solar interior y convertirse en potenciales impactadores. El elevado número de objetos pequeños que se encuentran actualmente en el cinturón principal -más de un orden de magnitud superior al esperado- podría afectar a los cálculos de la frecuencia de tales impactos.
© skyandtelescope.orgLos asteroides se encuentran principalmente con órbitas comprendidas entre las de Marte y Júpiter. (Este diagrama también muestra asteroides con trayectorias estables dentro de la órbita de Júpiter, conocidos como troyanos)
Normalmente, la idea es mover el telescopio con precisión en la dirección y al ritmo de movimiento de un objeto con una órbita conocida. Cada fotograma mantiene el objetivo en el centro, mientras que las estrellas de fondo se desplazan de un fotograma a otro. Así, aunque una imagen individual no capte el objeto, se pueden sumar docenas o incluso cientos de fotogramas, lo que permite que el objeto emerja del ruido de fondo aleatorio que cambia de un fotograma a otro.
Pero el proceso suele depender de conocer la órbita. ¿Y si no se conoce? Ahí es donde entra en juego la potencia de los ordenadores. El equipo utilizó un archivo de imágenes del JWST que habían sido recopiladas para un propósito diferente: estudiar los planetas alrededor de la estrella cercana TRAPPIST-1. Como estas imágenes implicaban mirar fijamente a la misma pequeña porción de cielo durante largos periodos de hasta 8 horas, también resultaron útiles para encontrar objetos en movimiento, como asteroides.
Para descubrir asteroides en órbitas desconocidas, Burdanov utilizó esencialmente un método de fuerza bruta, desplazándose en todas las direcciones posibles y en un rango de velocidad razonable en busca de posibles objetivos en movimiento, para luego apilar esas imágenes.
«Como disponemos de herramientas informáticas bastante potentes -unidades de procesamiento gráfico-, podemos hacer esta búsqueda a ciegas», explica Burdanov a Sky & Telescope. «Decidimos sobrepasar los límites para ver hasta qué punto podíamos encontrar objetos débiles con este telescopio», añade.
© Edward Ashton (University of British Columbia)Esta imagen muestra una luna candidata de Júpiter, descubierta con el popular método de desplazamiento y apilamiento. La luna aparece como un punto de luz en el centro de la imagen, mientras que las estrellas del fondo aparecen como rayas.
La búsqueda ciega inicial produjo más de 1.000 candidatos. A continuación, Burdanov y sus co-investigadores redujeron el número y confirmaron la existencia de 138 asteroides desconocidos hasta entonces, así como de ocho conocidos.
JWST es especialmente bueno para encontrar asteroides, porque éstos son mucho más brillantes en las longitudes de onda infrarrojas. Los astrónomos calcularon sus diámetros con una precisión de entre el 10 y el 20%, mientras que las estimaciones de tamaño basadas en observaciones con luz visible pueden variar en más de un orden de magnitud. Esto se debe a que la luz visible procede del reflejo de la luz solar en un asteroide y, por tanto, depende de lo oscura que sea su superficie, una cualidad que puede variar mucho de un objeto a otro. En cambio, la luz infrarroja procede principalmente de la emisión térmica, que no varía mucho de un objeto a otro.
Las mediciones infrarrojas también permiten medir con precisión la forma de los objetos, ya que cualquier variación en el brillo se debería a la forma y no a variaciones en la reflectividad de la superficie.
El hallazgo fortuito de tantos pequeños asteroides a partir de un conjunto de observaciones de una estrella realizadas con un propósito distinto abre la perspectiva de extraer muchos más de otros conjuntos de datos similares del JWST. El equipo estima que podría haber fácilmente miles de pequeños asteroides de este tipo en los datos existentes, lo que permitiría cartografiar detalladamente estas poblaciones.
Richard Binzel (MIT), miembro del equipo, afirma: «Estos hallazgos de asteroides llenan un importante vacío de conocimiento para rastrear el origen de meteoritos y asteroides mayores potencialmente peligrosos en las proximidades de la Tierra.»
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