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Título: En busca de nuevos asteroides
Autores: José Luis García Herrero y Gregorio Rosa Palacios (profesores); Jorge
Domínguez Egea (15), Santiago Gussoni Maroto (15), Rubén Iglesias Buendía (17),
Sergio Ramos Lozano (15).
Centros de Enseñanza:
IES CARMEN MARTÍN GAITE
Ctra. Cadalso de los Vidrios, s/n
Navalcarnero 28600
E-mail: [email protected]
ÍNDICE:
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•
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Abstract
Resumen
Desarrollo
Galería de fotos
Referencias
IES OCTAVIO PAZ
Avda de la ONU, 85-87
Móstoles 28936
Abstract
This document reports the research work carried out as members of the IASC (International Asteroid
Search Collaboration) and has been possible thanks to the collaboration and team work among two
Secondary Education Centres in the South of Comunidad de Madrid.
The seed to reach this collaboration was planted in “Ciencia en Acción 2011”. As we met in the final
stage in Lleida last fall, we realized we are close to each other and share a keen interest in
Astronomy, so we could not spare the chance to work together in a project.
Our research is based upon the analysis of astronomy FITS images provided by IASC in order to try
and locate Main Belt Objets. These data are really important when it comes to determine these objects
orbits more accurately or even, as in our case, to discover new asteroids.
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Resumen
Este documento detalla el trabajo de investigación llevado a cabo dentro del proyecto IASC
(International Asteroid Search Collaboration) y es fruto de la colaboración y el trabajo en equipo entre
dos Institutos de Educación Secundaria del sur de la Comunidad de Madrid.
La semilla para esta colaboración se plantó en Ciencia en Acción 2011, al conocernos en la fase final
de Lleida el otoño pasado y darnos cuenta de que estando tan cerca y compartiendo un gran interés
por la Astronomía, no podíamos dejar pasar la ocasión de trabajar juntos.
El trabajo de investigación consiste en el análisis de imágenes astronómicas en formato FITS
proporcionadas por IASC con el fin de localizar Objetos del Cinturón de Asteroides. Estos datos son
muy útiles para conocer determinar las órbitas de los objetos con mayor exactitud o incluso, como en
nuestro caso, para realizar descubrimientos de nuevos asteroides.
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Desarrollo
MARCO TEÓRICO
Los asteroides son cuerpos celestes rocosos y metálicos, con un tamaño comprendido entre un
planeta y un meteoroide que describen órbitas en torno al Sol. El nombre “asteroide” proviene del
término griego στεροειδής, que significa “de figura de estrella”, debido al aspecto similar a las
estrellas que tienen al ser observados desde la Tierra, aunque estos cuerpos celestes también
1
reciben el nombre de planetoides o planetas menores .
En cuanto a su origen, se piensa que los asteroides provienen de material que no pudo llegar a
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formar un planeta debido a la influencia gravitatoria de Júpiter en los orígenes del sistema solar .
El tamaño de los asteroides es inferior a los 1000 km de diámetro. De hecho, únicamente
dieciséis superan la cifra de 240 km de diámetro. Por ello, se puede afirmar que son cuerpos
generalmente pequeños. De hecho, se estima que existen alrededor de 2 millones de asteroides de
más 1 km de diámetro, y cerca de 150 millones o más con un tamaño superior a los 100 m.
Para denominar a los asteroides, se les asignan números además de nombres, secuenciados
según su orden de descubrimiento. A continuación se muestra una lista con algunos asteroides, junto
con su número, diámetro aproximado y año de descubrimiento:
Nombre
Año
descubrimiento
Número
Diámetro
aproximado (km)
Ceres
1810
1
952
Palas
1802
2
532
Vesta
1807
4
530
Hygiea
1849
10
431
Eunomia
1851
15
255
Sylvia
1866
87
261
Davida
1903
511
326
Interamnia
1910
704
317
Inicialmente se les asignaron nombres de la mitología griega, pero al aumentar el número de
descubrimientos, se recurrió a utilizar nombres de reinas, novias y esposas de astrónomos e incluso
de personajes famosos. A modo de curiosidad, podemos apuntar la existencia de nombres de
asteroides como McCartney (4148), Harrison (4149), Starr (4150) y Beatles (8749).
El primer descubrimiento de un asteroide tuvo lugar el 1 de enero de 1801 por Giuseppe Piazzi,
astrónomo siciliano y director del Observatorio de Palermo. Lo localizó mientras se encontraba
trabajando en un catálogo de estrellas. A este objeto lo llamó Ceres, y lo encontró en la región del
sistema solar comprendida entre las órbitas de Marte y Júpiter. El descubrimiento de este asteroide
(inicialmente fue considerado como planeta) supuso la demostración de la existencia de un planeta
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en el lugar donde fue descubierto el asteroide, como predecía la conocida como Ley de Titius–Bode .
A raíz de estos dos descubrimientos se observó por primera vez a Juno (1804) y Vesta (1807),
quedando un vacío temporal sin descubrimientos hasta 1845, cuando se observó por primera vez a
Astrea. Desde entonces, se fueron descubriendo multitud de asteroides a medida que los telescopios
aumentaban su potencia, hasta tal punto que en la década de 1850 se descubrieron más de una
decena de ellos.
En cuanto a su ubicación, aunque se dispersan por un sector muy amplio del sistema solar, la
mayor parte de los asteroides se concentra en el llamado “cinturón principal de asteroides”, situado
entre las órbitas de Marte y Júpiter, con períodos de translación comprendidos entre 3 y 6 años. Aún
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así, existen algunos asteroides cuya órbita se sitúa cerca de la órbita terrestre .
Existe un tipo de asteroides catalogados dentro de los NEOs (siglas en inglés de Near Earth
Object), que se denomina NEA (siglas de Near Earth Asteroid) y se caracterizan por describir una
trayectoria que podrían hacerles penetrar en regiones cercanas a la órbita de la Tierra. Podemos
hacer una clasificación de estos asteroides según su radio orbital medio, perihelio y afelio en:
• Asteroides Atón: radio orbital medio menor a 1 UA y afelio menor que el perihelio terrestre.
• Asteroides Apolo: radio orbital medio mayor que 1UA y perihelio menor que el afelio
terrestre.
• Asteroides Amor: su radio medio orbital oscila entre las órbitas de la Tierra y Marte, y
perihelio entre 1,017 y 1,3 UA (fuera de la órbita terrestre).
Por otra parte, existen los denominados asteroides troyanos, que no circulan por el cinturón
principal de asteroides, sino que comparten su órbita con la de Júpiter, situándose por delante o por
detrás del planeta en su movimiento de translación alrededor del Sol.
Actualmente se siguen llevando a cabo descubrimientos. Se han llegado a calcular las órbitas
de más de 2500 asteroides, aunque el número aproximado de estos cuerpos celestes es de más de
5
35000 .
Cuando se detecta por primera vez un asteroide, el organismo de la Unión Astronómica
Internacional (IAU) denominado Minor Planet Center se encarga de asignarle un nombre provisional
que refleja la fecha del descubrimiento. Cuando, tras sucesivas observaciones, se determina la órbita
del asteroide con precisión, se le asigna un número, y posteriormente se termina por asignarle un
nombre final elegido por el descubridor con el visto bueno de la IAU.
El proyecto IASC (International Asteroid Search Collaboration) tiene como uno de sus
objetivos introducción de estudiantes en el mundo de la investigación en Astronomía por medio de la
búsqueda de asteroides. Está coordinado por el doctor Patrick Miller, de la Universidad de HardinSimmons (Texas, EE.UU.), y el proyecto ofrece a centros educativos de todo el mundo la posibilidad
de acceder a datos reales con el fin de llevar a cabo un estudio de los mismos en búsqueda de
asteroides aún por descubrir. Lógicamente, los casos de descubrimiento de asteroides son
excepcionales, pero el análisis de los datos siempre es útil para conocer mejor la órbita de asteroides
6
ya conocidos .
Los institutos a los que representamos son por el momento los únicos representantes
españoles en este proyecto de investigación, y nuestro estudio ha tenido el honor de ser
recompensado con el posible descubrimiento de dos asteroides, como se detalla a
continuación.
DESCRIPCIÓN DE LA INVESTIGACIÓN
La parte práctica de esta actividad se basa en el estudio de las imágenes suministradas por
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IASC. Para ello se utiliza el software Astrométrica . Esta es una herramienta muy utilizada por
astrónomos profesionales y aficionados que permite la superposición y análisis de imágenes. IASC lo
ofrece para su instalación y varios ficheros de configuración que se deben aplicar en función del
telescopio que se utilizó para captar las imágenes (24, 30 ó 32 pulgadas).
Figura 1: Aplicación Astrométrica
Una vez dispuesto el programa para su uso y actualizado con la base de datos del Minor Planet
Center se puede comenzar a trabajar. Básicamente, la forma de hacerlo es comparar tres imágenes
en formato FITS de la misma porción del cielo, tomadas con cinco minutos de diferencia, y comprobar
si algún objeto ha cambiado de posición. Esta técnica no es nueva y ya fue usada en 1930 para el
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descubrimiento de Plutón (Clyde Tombaugh), aunque con intervalos de días entre cada placa .
Astrométrica ofrece dos formas de hacerlo: automática y manual. Para realizar la búsqueda
automática, se utiliza la herramienta Moving Object y el proceso que sigue el programa es el
siguiente:
1. Escanea las tres imágenes y las compara para buscar pequeñas variaciones de algún objeto
2. Busca en la base de datos para comprobar si corresponden a algún cuerpo conocido, en
cuyo caso le asigna el nombre correspondiente.
3. Cuando encuentra un objeto sin nombre, permite al usuario darle un nombre.
4. Tanto para los objetos del punto 2 como los del 3, Astrométrica ofrece un cuadro de diálogo
con algunas características del objeto y la posibilidad de aceptar o rechazarlo. Además el
programa ofrece la siguiente información adicional:
a.
b.
c.
d.
Momento exacto de la fotografía (TU)
Magnitud Visual del objeto en las 3 placas
Coordenadas exactas
Relación señal ruido (SNR)
Figura 2: Herramienta Moving Object
En la figura 3 podemos observar un ejemplo de cuadro de búsqueda automática, En este
caso, el programa encontró 6 candidatos y la información que ofrece corresponde al primero de ellos
en la imagen 1. Este candidato es un objeto catalogado como (263094) 2007 TF128, y tiene una
magnitud 20.1 en visual y una SNR (Cociente Señal-Ruido: Signal to Noise Ratio) de 7,1.
Figura 3: Cuadro de diálogo de objetos encontrados mediante búsqueda manual
No todos los objetos encontrados son realmente asteroides, por lo que es necesario distinguir
las trazas verdaderas de las falsas. Para ello se utilizan los siguientes criterios:
Las trazas verdaderas deben mantener una trayectoria rectilínea y con velocidad constante
en las tres imágenes
La magnitud visual debe ser muy parecida en los tres casos
La relación SNR debe ser mayor de 5
Los puntos deben ajustarse a la línea roja en las gráficas de la parte superior derecha
(Fotometría dentro del círculo rojo)
En la figura 5 se muestra un ejemplo de un objeto no catalogado, que cumple los criterios
propuestos, por lo que se le considerará una traza verdadera y se le asignará un nombre (iniciales y
número de detección), en este caso IOP0005.
Figura 4: Ejemplo de traza verdadera
En ocasiones, el programa no detecta todos los posibles candidatos a asteroide, por lo que
conviene llevar a cabo una búsqueda manual. Esto se realiza mediante la utilidad Blink, que consiste
en crear una película con las tres imágenes que se suministran y comprobar a simple vista si hay
algún objeto moviéndose. Existe un paso semiautomático, la utilidad Known Object Overlay que
encuentra objetos catalogados y no catalogados que han sido encontrados y que no han sido
encontrados en la búsqueda manual.
Por último, es requisito imprescindible elaborar un informe con los objetos que se han
encontrado, el cual se envía al IASC para su posterior comprobación. En la figura 5 se muestra un
ejemplo de un informe real enviado al IASC sobre un conjunto de imágenes capturadas con el
telescopio de 24 pulgadas (0,61 m). En este informe se detallan cuatro observaciones de objetos
catalogados y otros cuatro candidatos para su posterior estudio.
Figura 5: Ejemplo de informe enviado al IASC
En la figura 6 se muestra la secuencia de las tres imágenes del objeto catalogado como
IOP0005, que posteriormente la IASC incluiría en la lista de Descubrimiento en el Cinturón de
Asteroides en fase preliminar.
Figura 6: Objeto catalogado como IOP0005 moviéndose a través
de las tres secuencias tomadas con un intervalo de 5 minutos
La última campaña en la que participaron los Institutos de Educación Secundaria Carmen
Martín Gaite (Navalcarnero) y Octavio Paz (Móstoles) se realizó entre el 11 de Enero y el 15 de
Febrero. Cada Instituto realizó 10 informes y concluyó con el siguiente balance, en el que se
muestra la denominación del objeto observado y la fecha en que fueron tomadas las imágenes
asociadas:
OBSERVACIONES DE NEOs
Se determinaron 9 observaciones de objetos cercanos a la Tierra cuyo análisis sirve para
determinar con mayor exactitud sus órbitas.
1996 AE2
01/10/12
2012 AB3
01/10/12
2011 YQ10
01/11/12
2012 AS10
01/16/12
2012 AM10
01/16/12
2011 YL6
01/25/12
2012 BB2
01/25/12
2011 WL2
01/29/12
2004 YU5
02/12/12
CONFIRMACIONES DE NEOs
Se llevó a cabo la confirmación de un objeto cercano a la Tierra que ya había sido avistado
previamente, pero que requería más observaciones adicionales para su confirmación.
2012 AK17
01/20/12
DESCUBRIMIENTOS DEL CINTURÓN PRINCIPAL DE ASTERIODES
El mayor logro de nuestro estudio consistió en el descubrimiento, por el momento en
estado preliminar, de dos objetos del cinturón principal de asteroides. Serán necesarias
observaciones adicionales para pasar al estado “confirmado”, y una espera de 3 a 6 años para
eventualmente pasar a formar parte de forma definitiva del catálogo de asteroides.
TOV5KL 01/25/12 IOP0004 Estado Preliminar
TOV5KP 01/25/12 IOP0005 Estado Preliminar
Esperamos poder tener el honor en el futuro de proponer los nombres definitivos de estos
asteroides que tanta alegría nos han proporcionado.
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Referencias
[1]: http://es.wikipedia.org/wiki/Asteroide
[2]: Burnham, R, Dyer, A,, Kanipe, J. (2005): Astronomía, Barcelona: Editorial Blume.
[3]: http://almaak.tripod.com/temas/asteroides.htm
[4]: Manzini, G. (2000): Astronomia, Novara: Istituto Geografico DeAgostini
[5]: Sayalero, M. et al (2003): Atlas del Cielo, Madrid: Ediciones Susaeta.
[6]: Miller, P. et al (2008): An International Asteroid Search Campaign. Internet-Based Hands-On
Research Program for High Schools and Colleges, in Collaboration with the Hands-On Universe
Project. Astronomy Education Review. Issue 1. Vol.7.
[7]: http://www.astrometrica.at/
[8]: Los Planetas. Diferentes mundos; DVD documental (1996): BBC, Planeta DeAgostini, JRB
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