Orbiatas asteroides

1 – Objetivos de la actividad El objetivo principal de la actividad es mejorar las variables de las órbitas de los Asteroides (especialmente los tipo NEAs) a partir de medidas astrométricas con imágenes tomadas en telescopios nocturnos de GLORIA (users.gloria-project.eu). Partiendo de las alertas obtenidas en los nodos de seguimiento de NEOs es posible obtener una lista de los asteroides tipo NEAs más idóneos para realizar el seguimiento. Con la actividad los alumnos aprenderán a: – Aplicar una metodología para el cálculo de un parámetro astrofísico (coordenadas celestes de asteroides) a partir de un observable (imágenes digitales) como técnica de aplicaciones pedagógicas, documentales e investigadoras. – Calcular la astrometría del asteroide, especialmente los NEAs, a partir las imágenes obtenidas con un Telescopio. – Preparar y planificar la operativa de la observación: efemérides del asteroide, utilización de herramientas informáticas para su análisis. – Trabajar cooperativamente en equipo, valorando las aportaciones individuales y manifestando actitudes democráticas.

 2 – Instrumentación La práctica o actividad se realizará a partir de imágenes digitales obtenidas mediante el TAD nocturno (Telescopio Abierto de Divulgación, http://www.ot-tad.com) o cualquiera de los telescopios nocturnos de GLORIA (http://users.gloria-project.eu). También será necesario un ordenador con conexión a Internet, así como software de cartografía celeste, y el programa astrometrica para la reducción y cálculo de la astrometría.

 3 – Asteroides

 Los NEOs (del acrónimo en inglés NEO, Near Earth Object) son cuerpos de Sistema Solar (cometas y asteroides) cuyo perihelio (máximo acercamiento al Sol) es menor que 1,3 UA (Unidad Astronómica o distancia media Tierra-Sol aprox. 150 Millones de km), lo cual puede hacerles aproximarse a las cercanías de la Tierra con riesgo de impacto con nuestro planeta. Los NEOs se clasifican en diferentes tipos: – Meteoroides. Son objetos cercanos a la Tierra con un diámetro menor a 50 metros. – Cometas. Llamados NEC (por las siglas de su nombre en inglés, Near Eath Comets), incluyen sólo los cometas de periodo orbital corto, inferior a 200 años. – Asteroides. Conocidos como NEA (por las siglas de su nombre en inglés, Near Earth Asteroid), constituyen la gran mayoría de los NEO y se clasifican en tres grupos, según las características de sus órbitas. Grupo Atenas. Tienen un radio orbital medio inferior al terrestre (1 UA), con un afelio (máxima separación del Sol) mayor que el perihelio terrestre (0,983 UA), lo cual hace que generalmente estén dentro de la órbita terrestre. Grupo Apolo. Su radio orbital medio es mayor que el terrestre (1 UA), con un perihelio menor que el afelio terrestre (1,017 UA). Grupo Amor. Tienen un radio orbital medio que está entre las órbitas de la Tierra y Marte y cuyo perihelio está entre 1,017 y 1,3 UA, es decir, ligeramente fuera de la órbita terrestre. Este tipo de asteroides suelen cruzar la órbita de Marte, pero no cruzan la de la Tierra. Los NEC y NEA cuya distancia mínima de intersección de su órbita con la terrestre es de 0,05 UA o menor, se denominan respectivamente cometas potencialmente peligrosos o PHC, (por las siglas de su nombre en inglés, Potentially Hazardous Comets) y asteroides potencialmente peligrosos o PHA (por las siglas de su nombre en inglés, Potentially Hazardous Asteroids). Globalmente conocidos como PHO (de su acrónimo en inglés Potentially Hazardous Objects), estos cuerpos entrañan un relativo riesgo de impacto con la Tierra. Actualmente se conocen alrededor de 1.489 (Figura 1). t1Figura
1. Imagen de radar del PHA 4179 Toutatis en su aproximación del año 1996, obtenida desde el Observatorio Goldstone, EEUU.

 4- Metodología 4.1.- Astrometría La astrometría es la rama de la astronomía cuya finalidad consiste en determinar la posición de un astro en el cielo. La astrometría aplicada a la observación de cometas y asteroides permite conocer la posición exacta de estos en un momento determinado a partir de sus parámetros orbitales. Actualmente el Minor Planet Center (organismo dependiente de la IAU, Unión Astronómica Internacional) es el centro encargado de recoger la astrometría que envían los observatorios astronómicos reconocidos (observatorios con código MPC) para poder determinar o actualizar las órbitas de los distintos objetos menores que orbitan en el sistema solar, ya sean cometas o asteroides. El MPC exige medidas astrométricas con una precisión por debajo del segundo de arco de error.

 4.2.- Preparación Observaciones 1) Selección. Se prestará especial atención a determinados tipos de asteroides, especialmente NEAs. Partiendo de las alertas obtenidas en el nodo Europeo de seguimiento de NEOs (the Spaceguard Central Node, o el de Estados Unidos (http://www.minorplanetcenter.org/iau/NEO/ToConfirm.html) los estudiantes podrán obtener una lista de los asteroides-NEAs más idóneos para realizar el seguimiento. A la hora de planificar la captura de un asteroide se debe tener en cuenta el movimiento aparente del mismo sobre el fondo de estrellas (especialmente si se trata de un NEA, de rápido movimiento aparente). Si no es posible seguir al asteroide (telescopio solo permite movimiento sidéreo), estamos limitados en el tiempo de exposición y/o de tomas del asteroide que podamos realizar. 2) Posición. Una vez seleccionado el asteroide, es necesario conocer su posición. El Minor Planet Center, en su sección de efemérides, ofrece la astrometría de los cuerpos menores identificados hasta la actualidad (http://www.minorplanetcenter.net/iau/MPEph/MPEph.html).

 3) Verificación. Es imprescindible asegurarse de que hemos sido capaces de capturar el asteroide a medir (magnitud límite alcanzada), y de que somos capaces de advertir su movimiento respecto a las estrellas de fondo, para lo cual se necesitarán varias tomas consecutivas (al menos dos). Necesitaremos que la toma de la zona del cielo que contenga el asteroide a medir cuente con el mayor número de estrellas posible, ya que la astrometría del asteroide se calcula a partir de las estrellas de referencia que aparecen en el campo del asteroide captado. Además debemos saber en qué momento exacto se realizó la toma (este dato ya se encuentra contenido en la cabecera del archivo de imagen FITS). Repitiendo este proceso al cabo de un período de tiempo (de horas o días según el asteroide), iremos obteniendo las posiciones de dicho astro en el cielo, que servirán para poder calcular la órbita del mismo. 4.3.- Astrometría de Asteroides Para la búsqueda y localización del asteroide se debe disponer de un software tipo planetario como el freeware Cartes du Ciel (www.ap-i.net/skychart/start) u otros comerciales (The Sky, Starry Night, Guide). Es necesario confirmar la localización del asteroide mediante imágenes sucesivas (como se ha indicado anteriormente) para detectar su movimiento entre las estrellas. Además del programa de cartas celestes que se utilice, se necesita disponer de un software para efectuar la astrometría. Uno de los mejores y que permite enviar informes con el estándar MPC es Astrometrica (http://www.astrometrica.at). También es necesario el uso de algún Catálogo estelar, preferentemente el UCAC2 o el USNO A2. Si no se dispone de esos catálogos, pero se cuenta con conexión a Internet, el programa Astrometrica descarga automáticamente la sección del catálogo USNO B1 que se necesite. El objetivo es que la precisión en las mediciones sea