El telescopio espacial más grande del mundo tiene una nueva función inesperada: cazar asteroides

El telescopio espacial James Webb (JWST, por sus siglas en inglés) de la NASA es una máquina extraordinaria capaz de muchas cosas maravillosas: puede observar galaxias que se formaron justo después del Big Bang, examinar planetas lejanos y acercarse a los mundos y lunas de nuestro propio Sistema Solar. 

Una nueva investigación, publicada en diciembre de 2024 en Nature, ha descubierto que también es sorprendentemente bueno detectando pequeñas rocas espaciales, incluidas algunas de tan solo decenas de metros de longitud, las más pequeñas jamás descubiertas en el cinturón principal de asteroides de nuestro Sistema Solar, entre Marte y Júpiter.

El JWST no se diseñó para detectar asteroides aún por descubrir, sino más bien para observar de cerca objetos curiosos situados muy lejos de la Tierra. “Al experto medio en exoplanetas no le interesan los asteroides”, afirma Artem Burdanov, coautor del estudio y científico planetario del Instituto Tecnológico de Massachusetts (Estados Unidos).

Para quienes estudian galaxias y planetas lejanos, las rocas espaciales suelen ser más una molestia que otra cosa. “Los astrofísicos han tenido que lidiar con los asteroides que obstaculizaban sus conjuntos de datos desde que empezaron a utilizar la fotografía en el siglo XIX y, como resultado, los denominaron 'alimañas de los cielos'”, sostiene Andy Rivkin, astrónomo planetario del Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins de Maryland que no participó en el nuevo estudio.

Burdanov y sus colegas se preguntaron si podrían utilizar el observatorio más avanzado jamás construido para cazar asteroides. Sus resultados demuestran que el JWST es bueno detectando rocas espaciales ocultas por accidente.

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Este trabajo ayuda a los astrónomos a comprender mejor el cinturón de asteroides, los restos dejados por la formación del Sistema Solar interior, y siempre es bueno espiar más de esas cápsulas rocosas del tiempo para futuros estudios.

También es una gran ayuda para quienes intentan evitar que los asteroides impacten contra la Tierra. Después de todo, uno de los principios clave de la defensa planetaria es que hay que encontrar los asteroides potencialmente peligrosos antes de que ellos nos encuentren a nosotros. El JWST no se convertirá de repente en un cazador de asteroides. Pero “no cabe duda de que el JWST puede desempeñar un papel en la defensa planetaria”, celebra Rivkin.

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Cómo el telescopio James Webb puede ayudar a detectar nuevos asteroides

Los asteroides de mayor importancia para los defensores del planeta son los cercanos a la Tierra, aquellos cuyas órbitas alrededor del Sol los acercan como mínimo a 45 millones de kilómetros de la órbita terrestre. 

Cualquier asteroide de al menos 140 metros de largo es capaz de destruir una gran ciudad, pero los más pequeños también pueden causar daños significativos. Incluso un asteroide de unas pocas decenas de metros de largo puede, con un impacto directo, destruir una ciudad con una explosión en el aire similar a una explosión nuclear no radiactiva. Por desgracia, cuanto más pequeño es un asteroide, más difícil es verlo.

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La mayoría de los observatorios que buscan asteroides buscan la luz solar que rebota en ellos. Pero un asteroide pequeño con una superficie reflectante parece tan brillante como un asteroide más grande con una cubierta más tenue. Esto significa que la luz visible no es el medio ideal para determinar el tamaño de un asteroide.

Lo ideal es utilizar un telescopio que pueda ver la luz infrarroja para encontrar las señales térmicas de estos asteroides. “Muchos de estos objetos son mucho más brillantes en el infrarrojo”, explica Julien de Wit, coautor del estudio y científico planetario del Instituto Tecnológico de Massachusetts. 

En el infrarrojo, un asteroide más grande siempre brilla más que uno más pequeño, independientemente de lo reflectante o tenue que sea su recubrimiento exterior, lo que significa que el infrarrojo da a los astrónomos una idea mucho mejor del tamaño de un asteroide.

El JWST tiene unos ojos infrarrojos impecables, así que, de Wit y Burdanov pensaron, ¿por qué no ver si podían utilizarlos en su beneficio?

Para averiguarlo, utilizaron un método desarrollado por primera vez en la década de 1990 llamado shift-and-stack (desplazar y apilar). Supongamos que tenemos varias imágenes de la misma parte del espacio tomadas por un telescopio. Un asteroide aparecería en esas imágenes como una fuente de luz muy tenue que se desplaza por ellas. Si se apilan varias imágenes de esa fuente de luz tenue y se hace un seguimiento de ella a medida que se desplaza por las distintas imágenes, se puede amplificar el “brillo” de la fuente y determinar de qué se trata, en este caso, de un asteroide. 

El equipo comprobó si este método de desplazamiento y apilamiento funcionaba utilizando dos observatorios terrestres que buscan exoplanetas. Y funcionó a las mil maravillas: en conjunto, se detectaron cientos de cuerpos pequeños, desde asteroides del cinturón principal hasta rocas espaciales que se arrastran por Júpiter, incluidos 43 objetos potencialmente nuevos. 

A continuación, el equipo centró su método en TRAPPIST-1, un sistema estelar situado a 40 años luz que alberga múltiples exoplanetas rocosos. En 10 000 imágenes preexistentes del JWST, el equipo halló 138 nuevos asteroides dentro del cinturón principal, con tamaños que oscilaban entre unos 600 metros de largo y unas pocas decenas de metros de ancho.

Los asteroides del cinturón principal en órbitas estables no son una amenaza. Pero este estudio demuestra que se puede utilizar el JWST, mientras realiza otras tareas, para encontrar de forma oportunista asteroides de tamaño pequeño pero peligroso. En caso necesario, el JWST puede asociarse con otros observatorios para rastrear estos asteroides y determinar si alguno podría dirigirse hacia nosotros. 

Defensores de la Tierra: las nuevas tecnologías para detectar asteroides

En su mayor parte, el JWST está ocupado estudiando el cosmos lejano. “A los asteroides no se les dedica mucho tiempo”, reconoce Sabina Raducan, científica planetaria de la Universidad de Berna (Suiza) que no ha participado en el nuevo estudio. “Pero es muy bonito ver qué tipo de ciencia se puede hacer simplemente observando otra cosa”.

Encontrar asteroides con el JWST es un beneficio gratuito, y que a veces pueda detectar rocas espaciales extremadamente pequeñas que pueden eludir otros telescopios es un descubrimiento bienvenido. Pero un observador más devoto está en el horizonte. La NASA planea lanzar otro telescopio espacial llamado Near-Earth Object Surveyor a finales de esta década. Estará equipado con detectores de infrarrojos y se dedicará exclusivamente a la caza de asteroides. 

De Wit insiste en que el JWST no destronará al NEO Surveyor antes de su lanzamiento. El JWST tampoco dejará de lado a ninguno de los observatorios terrestres que ya son bastante eficaces en la observación de asteroides. Por ejemplo, el casi completo Observatorio Vera Rubin de Chile, un telescopio de luz visible de nueva generación que, durante su primer año de funcionamiento, detectará millones de nuevos asteroides. 

“El JWST no va a interferir en su misión”, afirma de Witt. Pero la investigación de su equipo sugiere que ayudará a los defensores planetarios. Si el JWST capta el mismo asteroide a lo largo de varias imágenes, se puede empezar a averiguar en qué tipo de órbita se encuentra y, con la ayuda de otros observatorios, averiguar si se trata de un asteroide del cinturón principal en camino de convertirse en un asteroide cercano a la Tierra.

“Si se encuentra un posible impactador, el JWST será uno de los mejores medios para obtener información temprana sobre su tamaño, composición, etcétera”, destaca Rivkin. “Eso puede utilizarse para planificar la mitigación y ayudar a diseñar cualquier misión de reconocimiento”. Conocer las propiedades de un asteroide que se aproxima a la Tierra es muy importante para decidir si es mejor desviarlo o volarlo en pedazos.

A fin de cuentas, este estudio subraya que el JWST es “una herramienta realmente fantástica” que puede hacer mucho más de lo que nadie había previsto, sostiene Burdanov. Y cuando se trata de defender al mundo de asteroides potencialmente peligrosos, todas las herramientas son útiles.