El estudio, en el que participan la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) y la Universidad Estatal Paulista Júlio de Mesquita Filho (UNESP) de Brasil, analiza la superficie y la dinámica de Apophis, un asteroide que pasará cerca de la Tierra en 2029.
El asteroide Apophis fue descubierto en 2004 y ha sido monitoreado desde entonces debido a su clasificación como asteroide potencialmente peligroso (PHA), ya que se estimó que tendría un 2% de posibilidades de impactar contra la Tierra. Esta posibilidad ya se ha descartado y, según las últimas mediciones, Apophis alcanzará su trayectoria más cercana a la Tierra (38.000 kilómetros) el 13 de abril de 2029.
Este estudio analiza las características físicas de este cuerpo celeste y los posibles efectos que puede tener su acercamiento a la Tierra. Gabriel Borderes-Motta, investigador del Departamento de Bioingeniería e Ingeniería Aeroespacial de la UC3M, explica que “la colisión no es la única posibilidad en eventos de aproximación como este. La interacción gravitacional entre un planeta y un cuerpo como Apophis puede cambiar la forma del cuerpo, romper el cuerpo en pedazos, desintegrar posibles piedras sueltas en la superficie del asteroide, o incluso retirar otros cuerpos que orbitan alrededor del asteroide (como rocas, satélites o anillos)… Nuestro estudio se centra en las dos últimas posibilidades: qué sucede con las posibles piedras en la superficie y la órbita del asteroide”.
Cómo experimentar con un asteroide
La investigación en el sector espacial presenta el reto de que, en la mayoría de los casos, es imposible experimentar directamente con materiales espaciales. Por ello, se abordan numerosas investigaciones desde el campo de las matemáticas y la física, teniendo en cuenta el mayor número posible de variables.
El equipo de investigación responsable de este estudio ha analizado tanto los aspectos físicos del asteroide —entre ellos, su forma y las características de su campo gravitatorio— como los factores que pueden influir en su trayectoria y su ángulo de inclinación, como la presión de radiación o perturbación infligida debido a su proximidad a la Tierra.
Para llevar a cabo esta investigación, el equipo ha llevado a cabo un conjunto de simulaciones numéricas —dos entornos de simulación con tres casos experimentales cada uno— utilizando como muestra un disco de 15.000 partículas de diferentes tamaños en el entorno cercano de Apophis. El objetivo ha sido intentar predecir cómo reaccionarán las partículas que orbitan el asteroide ante diferentes situaciones y cómo estas suposiciones pueden influir en el comportamiento de Apophis.
El primer conjunto de simulaciones se diseñó considerando solo la perturbación gravitacional de Apophis en períodos de 24 horas durante 30 años. El segundo conjunto de simulaciones incluyó perturbaciones causadas por la presión de la radiación solar. Se propusieron tres casos en ambos conjuntos, en los que el asteroide tenía densidades diferentes. “Evaluamos un poliedro de 340 metros con una densidad uniforme en tres casos diferentes. En cada caso, el punto de partida era una densidad de partículas diferente, de mayor a menor”, dice Gabriel Borderes-Motta.
A partir de estas simulaciones, se concluyó que el ángulo de inclinación del asteroide era mayor en densidades bajas (4°) que en densidades altas (2°); además, cuanto menor era la densidad de partículas y mayor la presión de la radiación solar, menos partículas permanecían intactas. En otras palabras, en un escenario donde Apophis tiene una baja densidad, aproximadamente el 90% de las piedras sueltas serían removidas de su superficie durante el acercamiento a la Tierra. Además, los resultados han demostrado que la aproximación de Apophis podría afectar ligeramente a las mareas y provocar algunos deslizamientos de tierra en la superficie del asteroide.
El equipo espera que el acercamiento del asteroide a la Tierra en 2029 sea una oportunidad para mejorar el modelo 3D utilizado para ejecutar simulaciones espaciales, así como para permitirles investigar y predecir con mayor precisión los efectos en la superficie de Apophis. Todo ello supondría un aumento del conocimiento sobre los asteroides, lo que nos permitiría estar mejor preparados en caso de que nuevos cuerpos celestes pasen cerca de la Tierra.
La investigación fue publicada en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
