De Chelyábinsk a Cuba: una conexión astronómica

posted by administrador on Mar, 02/12/2019 - 15:46
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En Febrero 1 de 2019 un brillante meteoro cruzó los cielos sobre Cuba justo al medio día.  El fenómeno, que fue seguido por una "estela de humo" (una nube característica que queda despues de la "evaporación" en la atmósfera del meteoroide) y un estallido sónico, fue presenciado por miles de locales y turistas en la región de Pinar del Río en el extremo occidental de la isla. 


Imagen tomada desde un crucero que zarpa del puerto de la Habana exactamente al mismo tiempo que se ve el meteoro Cubano. Foto: Rachel Cook.

Casi a la misma hora del impacto, un Crucero estaba abandonando el puerto de la Havana y a bordo de él, Rachel Cook, una turista y vloggera de los Estados Unidos, estaba filmando un "timelapse" del paisaje durante el zarpado.  Sin saberlo estaba grabando uno de los pocos videos conocidos a la fecha del meteoro cubano.  Entre tanto a 400 km, en la playa Ft. Myers de la Florida, una cámara web de la EarthCam network estaba grabando las actividades de medio día en la playa.  Afortunadamente la cámara estaba apuntando en la dirección correcta para registrar el meteoro desde la distancia.   

Solo unos minutos después del evento, las redes sociales, especialmente Instagram y Twitter, recibieron el influjo de decenas de videos y fotografías, tomadas desde la isla, la mayoría de ellas mostrando la estela de humo dejada por el meteoro (ver imagen abajo).  Uno de estos video resultó particularmente interesante. El video fue grabado en una de las calles principales de la ciudad de Pinar del Río y muestra decenas de personas en la calle contemplando con asombro la nube dejada por el fenómeno (vea el video en este enlace).  Aunque el video no muestra directamente el meteoro, este contiene muchos detalles acerca del lugar y el momento en el que se grabó.

Todos estos eventos recordaron la experiencia increíble del meteoro en Chelyábinsk (Rusia) en 2013, cuando un súper bólido, 400 veces más brillante que el meteoro Cubano (tal y como fue revelado por NASA pocos días después del impacto de Cuba), golpeó la atmósfera sobre una área densamente poblada en el oeste de Rusia, convirtiéndose en el úncio evento de su clase presenciado por humanos en casi un siglo.

Tan solo unos pocos días después del impacto de Chelyábinsk, un grupo de Astrónomos del Instituto de Física de la Universidad de Antioquia, dirigidos por el profesor Jorge I. Zuluaga, fueron capaces de reconstruir la trayectoria del meteoro sobre Rusia, usando para ello, exclusivamente, videos del fenómeno publicados en YouTube.

Aunque muchos otros grupos en Rusia, República Checa, Canada y Estados Unidos, consiguieron también reconstruir la trayectoria, usando para ello métodos y datos más sofisticado, el uso ingenioso por parte de los astrónomos Colombianos de la información disponible en Internet fue muy bien recibida por todo el mundo y marco un punto de inflexión en el rol que las redes sociales y en general la ciencia ciudadana, podría tener para estudiar este tipo de fenómenos.

Hoy, a poco más de una semana del evento en Cuba y casi exactamente 6 años después del impacto de Chelyábinsk, el mismo equipo científico colombiano, usando de nuevo información disponible en Internet, aplicó sus métodos para reconstruir la trayectoria del meteoro cubano.  Sus resultados fueron incluidos en un manuscrito científico que ha sido sometido a una revista especializada y que aparecio en las listas del arXiv en February 11, 2019.

"Fuimos muy afortunados de que al menos 3 videos relativamente confiables, incluyendo uno de una calidad increíble, pudieran encontrarse en Internet en un tiempo tan corto" explica Zuluaga y agrega "reconstruir la trayectoria de un meteoro requiere de al menos 3 observadores en tierra.  Si bien algunas imágenes de satélite fueron grabadas a esa misma hora y están disponibles en Internet, sin observaciones desde la Tierra la reconstrucción precisa de la trayectoria no es viable". 

De acuerdo con la reconstrucción hecha por los astrónomos Colombianos, el objeto que produjo el meteoro sobre Cuba, comenzó su trayecto dentro de la atmósfera a una altitud de 76.5 km sobre el mar caribe, justo encima de un punto a 26 km al suroeste de los Cayos de San Felipe en Cuba. 

La rapidez de la roca en su primer contacto con la atmósfera era de 18 km/s (64,800 km/h).  Con una velocidad como esta, el aire poco denso de la alta atmósfera no fue suficiente para parar el objeto, aunque si lo fue para calentarlo hasta que brillara. 

La roca continuó su recorrido en la atmósfera en una trayectoria casi rectilínea hasta alcanzar una altura de alrededor de 27.5 km.  Fue precisamente a esa altura que la estela de humo, observada por miles en Cuba y en imágenes satélitales, empezó a desarrollarse. 

Zuluaga y sus coautores estiman que la nube vista en Pinar del Río corresponde a una pequeña porción de la trayectoria total del meteoro (entre las alturas de 26 y 22.5 km).  Gracias a las imágenes en esa ciudad y a la reconstrucción de los colombianos, hoy sabemos que la conflagración en el aire o airburst, súbitamente término a una altura de alrededor de 22 km. 

A partir de allí, cientos de pequeños fragmentos que sobrevivieron la fase más energética del fenómeno, cayeron en muchas direcciones sin emitir luz alguna (dark flight). 

Aunque la mayoría de estas pequeñas rocas posiblemente terminaron entre los árboles del Parque Natural de Viñales, algunos de ellos golpearon tejados en el valle de Viñales cerca al "Mural de la Prehistoria", 6 km afuera de la trayectoria principal del objeto.  Si un fragmento grande hubiera sobrevivido el infierno de la ablación, este posiblemente término en el océano en la costa noroccidental de la isla.


Trayectoria del meteoro que cayó en Cuba en Febrero 1 de 2019 tal y como es reconstruida por los astrónomos colombiano. Un archivo de Google Earth esta disponible en este enlace.  

Después de reconstruir la trayectoria en la atmósfera, los astrónomos Colombianos echaron la película del impacto para atrás y encontraron que el culpable, una roca con un tamaño estimado de varios metros y un peso de alrededor de 360 toneladas, vinó de una órbita excéntrica alrededor del Sol a una distancia promedio de 1.3 unidades astronómicas (1 unidad astronómica son 150 millones de km). Antes del impacto con la Tierra, la roca completaba una órbita alrededor de nuestra estrella cada 1.32 años.  Todo llego a su fin en Febrero 1 de 2019 cuando la roca y la Tierra se encontraron en el mismo punto del espacio y al mismo tiempo.  La peor parte se la llevo la roca.

Pero reconstruir la trayectoria del meteoro no fue suficiente esta vez para los astrónomos colombianos.  En realidad varios grupos en el mundo están probablemente justo en este momento trabajando en sus propias estimaciones de la trayectoria, algunos de ellos usando datos satelitales o de redes de infrasónido, todos mucho más precisos que los datos de los videos.  Tal y como el impacto de Chelyábinsk nos mostró, es probable que otros trabajon sean publicados sobre el impacto en las próximas semana o meses. 

Mas interesante que la trayectoria en si misma, es que los astrónomos colombianos usaron sus resultados para probar un método que Zuluaga y Mario Sucerquia, quien fue también coautor de este trabajo, desarrollaron recientemente para estudiar impactos de asteroides contra la Tierra y la Luna. 

El método, llamado "trazado de rayos gravitacional" (GRT por sus siglas en inglés), aplica varios algoritmos diseñados originalmente para la industria de los gráficos por computadora. 

En el GRT la Tierra no es golpeada por asteroides sino que se convierte en una "fuente" de ellos.  En el método, muchas rocas artificiales son lanzadas (en una simulación) en miles de direcciones y con diferentes velocidades desde una ubicación específica (una playa en el noroeste de Cuba o un valle en la Luna).  Las rocas simuladas que terminan en órbitas alrededor del Sol similares a asteroides que ya han sido descubiertos, son marcadas como impactores potenciales.  Las rocas que terminan en órbitas que no son típicas de Objetos Cercanos a la Tierra (NEOs por su sigla en inglés) son marcadas como objetos no naturales. 

Usando las rocas que quedan marcada como asteroides potenciales, los astrónomos son capaces de crear mapas en el cielo de las direcciones desde las cuales un asteroide real podría venir.  O al menos esto es lo que la teoría de Zuluaga y Sucerquia plantea.

El resultado más interesante de los Colombianos, es que su método teórico "predice" correctamente lo que los cubanos vieron ese día: una roca viniendo desde el sur en una trayectoria inclinada 30 grados respecto al horizonte. 

Estos gráficos muestran las prediciones del método teórico GRT relacionada con el azimuth o dirección y la elevación sobre el horizonte desde la cuál los asteroides en Chelyábinsk y Cuba deberían venir. 

Para verificar si este resultado no era solo el producto del azar, realizaron un cálculo similar pero en el caso del evento de Chelyábinsk.  De nuevo, el método predijo que a la hora y en el lugar del impacto en Rusia, la región más probable del cielo desde la cuál podría llegar un asteroide sería mirando hacia el noroeste a una elevación de 20 grados.  El objeto real apareció casi exactamente dese el este y exactamente con una elevación de 20 grados. 

Aún así, si lanzas una moneda dos veces, la probabilidad de que solo por azar obtengas dos caras consecutivas no es muy baja.  Así mismo la coincidaencia entre las predicciones del método GRT y las condiciones reales de los impactos de Chelyábinsk y Cuba podrían ser aleatorias.  Sin embargo esta coincidencia podría también revelar un significado más profundo, a saber, el hecho de que pudiéramos predecir por anticipacido en que dirección del cielo podría llegar un meteoro en un momento dado en nuestra ciudad (si el impacto en realidad tuviera lugar).

"Solo a partir del boom digital nos hemos dado cuenta de lo frecuentes y potencialmente peligrosos que pueden llegar a ser los impactos de meteoroides en regiones muy pobladas" cuenta Mario Sucerquia y agrega "Tristemente todavía no somos capaces de defendernos contra fenómenos de esta naturaleza; nuestro trabajo sugiere que en principio podríamos estar preparados para la ocasión, al menos con algún conocimiento". 

Para el Prof. Pablo Cuartas, coautor del artículo "el tamaño relativamente pequeño de meteoroides como los de Chelyábinsk y Cuba, los hace prácticamente indetectables antes del impacto" y agrega "dado que la detección es prácticamente imposible, el riesgo de que eventos peligrosos como estos ocurran sobre regiones muy pobladas es muy alto".  Cuartas sentencia finalmente, "con trabajos como el nuestro podríamos prepararnos para el próximo proyectil". 

En relación con nuestra preparación, Sucerquia es aún más directo y propositivo "deberíamos estar verificando permanentemente las probabiliades de impacto, al menos en las regiones más pobladas del planeta; hacer esto como parte, por ejemplo, de un protocolo público; podría ayudarnos a tomar las medidas preventivas necesarias de cara a la amenaza de los impactos".

Fuentes originales:

Otras fuentes:

  • Sobre el método del trazado de rayos gravitacional vea el comunicado de prensa "¿Dónde ocurrirá el próximo Chelyábinsk?".
  • Zuluaga, J. I., & Sucerquia, M. (2018). Towards a theoretical determination of the geographical probability distribution of meteoroid impacts on Earth. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 477(2), 1970-1983 [doi: 10.1093/mnras/sty702].
  • “Location, orbit and energy of a meteoroid impacting the moon during the Lunar Eclipse of January 21, 2019”, Jorge I. Zuluaga, Pablo A. Cuartas-Restrepo, Jonathan Ospina, Fritz Pichardo, Sergio A. Lopez, Karls Pena, J. Mauricio Gaviria-Posada [https://arxiv.org/abs/1901.09573]

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