Ed Lu quiere salvar la Tierra de los asteroides asesinos.
Por: The New York Times
O al menos, si hay una gran roca espacial en nuestro camino, Lu, ex astronauta de la NASA con un doctorado en física aplicada, quiere encontrarla antes de que nos golpee, con suerte con años de advertencia anticipada y una oportunidad para que la humanidad la desvíe.
El martes, la Fundación B612, un grupo sin fines de lucro que Lu ayudó a fundar, anunció el descubrimiento de más de 100 asteroides.
El nombre de la fundación es un guiño al libro infantil de Antoine de Saint-Exupéry “El Principito”:
B612 es el asteroide natal del personaje principal.
Eso por sí solo no tiene nada de especial.
Los observadores del cielo de todo el mundo informan constantemente sobre nuevos asteroides.
Eso incluye aficionados con telescopios domésticos y estudios robóticos que escanean sistemáticamente los cielos nocturnos.
Lo notable es que B612 no construyó un nuevo telescopio ni hizo nuevas observaciones con los telescopios existentes.
En cambio, los investigadores financiados por B612 aplicaron poder computacional de vanguardia a imágenes de hace años, 412,000 de ellas en los archivos digitales del Laboratorio Nacional de Investigación de Astronomía Óptica e Infrarroja, o NOIRLab, para separar asteroides de los 68 mil millones de puntos de luz cósmica. capturado en las imágenes.
“Esta es la forma moderna de hacer astronomía”, dijo Lu.
La investigación se suma a los esfuerzos de “defensa planetaria” emprendidos por la NASA y otras organizaciones de todo el mundo.
Hoy, de los aproximadamente 25.000 asteroides cercanos a la Tierra de al menos 140 metros de diámetro, solo se ha encontrado alrededor del 40% de ellos.
El otro 60%, unas 15.000 rocas espaciales, cada una con el potencial de liberar la energía equivalente a cientos de millones de toneladas de TNT en una colisión con la Tierra, no se detecta.
B612 colaboró ??con Joachim Moeyens, un estudiante graduado de la Universidad de Washington, y su asesor de doctorado, Mario Juric, profesor de astronomía.
Ellos y sus colegas del Instituto de Investigación Intensiva de Datos en Astrofísica y Cosmología de la universidad desarrollaron un algoritmo que puede examinar imágenes astronómicas no solo para identificar los puntos de luz que podrían ser asteroides, sino también para determinar qué puntos de luz en las imágenes tomadas. en noches diferentes son en realidad el mismo asteroide.
En esencia, los investigadores desarrollaron una forma de descubrir lo que ya se ha visto pero no se ha notado.
Por lo general, los asteroides se descubren cuando la misma parte del cielo se fotografía varias veces durante el transcurso de una noche.
Una franja del cielo nocturno contiene una multitud de puntos de luz.
Las estrellas y galaxias distantes permanecen en el mismo arreglo.
Pero los objetos que están mucho más cerca, dentro del sistema solar, se mueven rápidamente y sus posiciones cambian a lo largo de la noche.
Los astrónomos llaman “tracklet” a una serie de observaciones de un solo objeto en movimiento durante una sola noche.
Un rastreador proporciona una indicación del movimiento del objeto, indicando a los astrónomos dónde podrían buscarlo en otra noche.
También pueden buscar imágenes más antiguas para el mismo objeto.
Muchas observaciones astronómicas que no forman parte de búsquedas sistemáticas de asteroides inevitablemente registran asteroides, pero solo en un momento y lugar únicos, no las múltiples observaciones necesarias para armar tracklets.
Las imágenes de NOIRLab, por ejemplo, fueron tomadas principalmente por el telescopio Victor M. Blanco de 4 metros en Chile como parte de un estudio de casi una octava parte del cielo nocturno para mapear la distribución de galaxias en el universo.
Las motas de luz adicionales fueron ignoradas porque no eran lo que estaban estudiando los astrónomos.
“Son solo datos aleatorios en imágenes aleatorias del cielo”, dijo Lu.
Pero para Moeyens y Juric, un único punto de luz que no es una estrella o una galaxia es un punto de partida para su algoritmo, al que llamaron Tracklet-less Heliocentric Orbit Recovery, o THOR.
El movimiento de un asteroide está precisamente dictado por la ley de la gravedad.
THOR construye una órbita de prueba que corresponde al punto de luz observado, asumiendo una cierta distancia y velocidad.
Luego calcula dónde estaría el asteroide en las noches posteriores y anteriores.
Si aparece un punto de luz en los datos, podría ser el mismo asteroide.
Si el algoritmo puede vincular cinco o seis observaciones en unas pocas semanas, es un candidato prometedor para el descubrimiento de un asteroide.
En principio, hay un número infinito de posibles órbitas de prueba para examinar, pero eso requeriría una eternidad poco práctica para calcular.
En la práctica, debido a que los asteroides se agrupan alrededor de ciertas órbitas, el algoritmo debe considerar solo unos pocos miles de posibilidades cuidadosamente seleccionadas.
Aún así, calcular miles de órbitas de prueba para miles de asteroides potenciales es una tarea enorme de cálculo de números.
Pero el advenimiento de la computación en la nube, una gran potencia computacional y almacenamiento de datos distribuidos a través de Internet, lo hace factible.
. Google contribuyó tiempo en su plataforma Google Cloud al esfuerzo.
“Es una de las mejores aplicaciones que he visto”, dijo Scott Penberthy, director de inteligencia artificial aplicada de Google.
Hasta ahora, los científicos han examinado alrededor de una octava parte de los datos de un solo mes, septiembre de 2013, de los archivos de NOIRLab.
THOR produjo 1.354 posibles asteroides.
Muchos de ellos ya estaban en el catálogo de asteroides que mantiene el Centro de Planetas Menores de la Unión Astronómica Internacional.
Algunos de ellos habían sido observados previamente, pero solo durante una noche y el tracklet no fue suficiente para determinar con confianza una órbita.
El Minor Planet Center ha confirmado 104 objetos como nuevos descubrimientos hasta el momento.
El archivo de NOIRLab contiene siete años de datos, lo que sugiere que hay decenas de miles de asteroides esperando a ser encontrados.
“Creo que es increíble,”, dijo Matthew Payne, director del Minor Planet Center, que no participó en el desarrollo de THOR.
“Creo que es muy interesante y también nos permite hacer un buen uso de los datos de archivo que ya existen”.
Actualmente, el algoritmo está configurado para encontrar solo asteroides del cinturón principal, aquellos con órbitas entre Marte y Júpiter, y no asteroides cercanos a la Tierra, los que podrían colisionar con nuestro planeta.
Identificar asteroides cercanos a la Tierra es más difícil porque se mueven más rápido.
Las diferentes observaciones del mismo asteroide se pueden separar más en el tiempo y la distancia, y el algoritmo necesita realizar más cálculos numéricos para hacer las conexiones.
“Definitivamente funcionará”, dijo Moeyens.
“No hay razón por la que no pueda. Realmente no he tenido la oportunidad de probarlo”.
THOR tiene la capacidad no solo de descubrir nuevos asteroides en datos antiguos, sino también de transformar observaciones futuras.
Tomemos, por ejemplo, el Observatorio Vera C. Rubin, anteriormente conocido como el Gran Telescopio de Sondeo Sinóptico, actualmente en construcción en Chile.
Financiado por la Fundación Nacional de Ciencias, el observatorio Rubin es un telescopio de 8,4 metros que escaneará repetidamente el cielo nocturno para rastrear los cambios con el tiempo.
Parte de la misión del observatorio es estudiar la estructura a gran escala del universo y detectar estrellas distantes en explosión, también conocidas como supernovas.
Más cerca de casa, también detectará una multitud de cuerpos más pequeños que un planeta zumbando alrededor del sistema solar.
Hace varios años, algunos científicos sugirieron que los patrones de observación del telescopio Rubin podrían ajustarse para que pudiera identificar más rastros de asteroides y, por lo tanto, localizar más asteroides peligrosos, aún por descubrir, más rápidamente.
Pero ese cambio habría ralentizado otras investigaciones astronómicas.
Si el algoritmo THOR demuestra funcionar bien con los datos de Rubin, entonces el telescopio no necesitaría escanear la misma parte del cielo dos veces por noche, lo que le permitiría cubrir el doble de área.
“Eso, en principio, podría ser revolucionario, o al menos muy importante”, dijo Zeljko Ivezic, director del telescopio y autor de un artículo científico que describía a THOR y lo comparaba con las observaciones.
Regresar al mismo lugar en el cielo cada dos noches en lugar de cada cuatro podría beneficiar otras investigaciones, incluida la búsqueda de supernovas.
“Ese sería otro impacto del algoritmo que ni siquiera tiene que ver con los asteroides”, dijo Ivezic.
“Esto muestra muy bien cómo está cambiando el panorama.
El ecosistema de la ciencia está cambiando porque el software ahora puede hacer cosas con las que hace 20 o 30 años ni siquiera soñarías, ni siquiera pensarías.”
Para Lu, THOR ofrece una forma diferente de lograr los mismos objetivos que tenía hace una década.
En aquel entonces, B612 tenía en la mira un proyecto ambicioso y mucho más costoso.
La organización sin fines de lucro iba a construir, lanzar y operar su propio telescopio espacial, llamado Sentinel.
En ese momento, Lu y los otros líderes de B612 estaban frustrados por la lentitud de la búsqueda de rocas espaciales peligrosas.
En 2005, el Congreso aprobó un mandato para que la NASA localice y rastree el 90 % de los asteroides cercanos a la Tierra con diámetros de 140 metros o más para fines de 2020.
Pero los legisladores nunca proporcionaron el dinero que la NASA necesitaba para cumplir con la tarea, y la fecha límite pasó. con menos de la mitad de esos asteroides encontrados.
Recaudar $ 450 millones de donantes privados para financiar Sentinel fue difícil para B612, especialmente porque la NASA estaba considerando un telescopio espacial propio para encontrar asteroides.
Cuando la Fundación Nacional de Ciencias dio el visto bueno para construir el observatorio Rubin, B612 reevaluó sus planes.
“Podríamos girar rápidamente y decir:
‘¿Cuál es un enfoque diferente para resolver el problema para el que existimos?'”, Dijo Lu.
El observatorio Rubin realizará sus primeras observaciones de prueba en aproximadamente un año y estará operativo en aproximadamente dos años.
Diez años de observaciones de Rubin, junto con otras búsquedas de asteroides, finalmente podrían alcanzar la meta del 90% del Congreso, dijo Ivezic.
La NASA está acelerando su esfuerzo de defensa planetaria
Su telescopio de asteroides, NEO Surveyor, se encuentra en la etapa de diseño preliminar, con el objetivo de lanzarse en 2026.
Y a finales de este año, su misión de prueba de redirección de doble asteroide lanzará un proyectil contra un asteroide pequeño y medirá cuánto cambia la trayectoria del asteroide.
La agencia espacial nacional de China está trabajando en una misión similar.
Para B612, en lugar de disputar un proyecto de telescopio que cuesta casi quinientos millones de dólares, puede contribuir con esfuerzos de investigación menos costosos como THOR.
La semana pasada, anunció que había recibido 1,3 millones de dólares en donaciones para financiar más trabajos sobre herramientas computacionales basadas en la nube para la ciencia de asteroides.
También recibió una subvención de Tito’s Handmade Vodka que igualará hasta $1 millón de otros donantes.
B612 y Lu ahora no solo están tratando de salvar el mundo.
“Somos la respuesta a una pregunta de trivia sobre cómo se relaciona el vodka con los asteroides”, dijo.