Á procura dos Asteroides Teach article

Traducido por: José Villanueva Santiago. ¿Tes interese en salvala Terra? Andy Newsam e Chris Leigh do National Schools’ Observatory (Reino Unido) preséntannos unha actividade na que o podes facer potencialmente, detectando asteroides reais que poden estar en camiño de estrelarse coa…

Introdución

Imagen cortesía de NASA /
JPL-Caltech

Os asteroides, tamén chamados, planetas menores, son obxectos compostos de metal, pedras e po que orbitan arredor do sol, pero demasiado pequenos para ser considerados planetas. Na actualidade, coñécense decenas de miles de asteroides, e máis de 12 mil deles teñen un nome oficial.

Ceres, imaxe obtida polo
Hubble Space Telescope
(Telescopio Espacial Hubble)

Imaxe cortesía de NASA, ESA e
J Parker (Southwest Research
Institute); fonte da imaxe:
Wikipedia Commons

O meirande de todos, Ceres, ten un diámetro de 1000 km, mentres que o máis pequeno ten soamente o tamaño dunha pedra. Ata o de agora só se descubriron 15 asteroides cun diámetro meirande ós 240 km, e tódolos asteroides coñecidos unidos nun só serían un obxecto máis pequeno que a Lúa (diámetro 3500 km).

A maioría dos asteroides atópanse no Cinto de Asteroides situado entre ás órbitas de Marte e Xúpiter, pero outros posúen órbitas próximas á Terra: estes son coñecidos como obxectos próximos á Terra (NEOs acrónico do termo inglés “near-Earth objects”). Cando os asteroides posúen unha ruta de colisión coa Terra, entón denomínanse meteoroide. Cando un meteoroide bate coa atmosfera a gran velocidade o rozamento provoca que se incinere xerando un ronsel luminoso chamada meteoro. Se o meteoroide non se queima totalmente o que queda del bate coa superficie da Terra e nese intre chámase meteorito.

O Cráter Barringer de Arizona
(EE.UU.) presenta un diámetro
de 1186 km e unha
profundidade de 180 m.
Encóntrase rodeado dun
borde formado por rochas
esmagadas e misturadas,
algunhas do tamaño dunha
casa; a estrutura que
proxecta a sombra na parte
norte do cráter e o centro de
atención ao visitante (23
Enero 2004)

Imaxe cortesía da ESA (Axencia
Espacial Europea)

Aínda que á Terra chegan moitos asteroides o seu tamaño é demasiado pequeno como para causar estragos. No obstante xa os houbo meirandes no pasado. O cáter Barringer, de 1.186 km de diámetro, situado en Arizona, USA, foi creado hai 50000 anos por un meteorito que tiña ó redor de 40 m de diámetro. Este tipo de acontecemento sucede cada 1000 anos, pero a maioría dos cráteres non son visibles por causa do clima ou da vexetación, ou porque se encontran no fondo do mar.

Aínda que é moi pouco probable que un NEO de gran tamaño faga colisión coa Terra durante a nosa vida, os astrónomos poñen os seus esforzos en seguir o rastrexo de cantos NEOs coma sexa posiblew1. Se poden atopar a tempo NEOs que ameacen a Terra, quizais póidase intentar desvialos evitando a colisión coa Terra.

¿Cómo os podemos atopar? Aínda que as posicións das estrelas mantéñense fixas entre noite e noite, a Lúa, os planetas, e os asteroides viaxan de vagar entre elas. Ó contraria que os planetas, a maioría dos asteroides son demasiado febles par avelos a simple vista, polo que fai faia a utilización de prismáticos ou telescopios.

Na seguinte actividade, deseñada pola National Schools’ Observatoryw2 do Reino Unido (NSO; ver cadro, alumnos de idades comprendidas entre 7 e 19 anos poden buscar asteroides a partires das imaxes xeradas polo telescopio robótico meirande do mundo, o Telescopio Liverpool de La Palma, nas Illas Canarias, España (8 m de altitude y 25 toneladas de peso, con espellos de 2 m de diámetro). Utilizando as mesmas técnicas que os astrónomos profesionais, os estudantes aprenden nun chisco cómo detectar asteroides reais a partires de observacións reais. Os alumnos máis cativos poden precisar dunha presentación previa por parte dos profesores, para os que existen materiais didácticos en líñaw3. Os alumnos de máis idade poden calculala velocidade dos asteroides detectados (vela tarefa avanzada abaixo) e crear un informe cos seus datos. O taller combina tecnoloxías da información, física e matemáticas nunha divertida actividade de descubrimento.

O National Schools’ Observatory

National Schools’ Observatory (NSO) é un importante sitio web educativo, creado pola Universidade John Moores de Liverpool (Reino Unido). Permite que os centros educativos realicen as súas propias observacións xunto a astrónomos profesionais co telescopio robótico meirande do mundo, o Telescopio Liverpool, o cal ten o 5% do seu tempo dedicado a centros educativos do Reino Unido e Irlanda. Unha vez realizada a observación solicitada, os alumnos poden descargar a información do telescopio e utilizar un software específico de tratamento de imaxes para analizar as imaxes obtidas. Amais, o sitio web ofrece recursos educativos relacionados coa Astronomía.


 

Impresión artística de un
asteroide impactando en
aguas tropicales poco
profundas de la costa de
México, dando lugar al cráter
Chicxulub crater. El impacto
de este asteroide pudo haber
sido el responsable de la
extinción de los dinosaurios.
Por fortuna, se piensa que los
asteroides cuyo tamaño
pueden causar daños de este
calibre (diámetro mayor o
igual que 1 km) impactan
sólo una vez cada varios
millones de años

Imagen cortesía de NASA /
JPL-Caltech

Procura de Asteroires

Preparación

Todolos recursos necesarios están dispoñibles de balde en líñaw3 sen necesidade de rexistrarse. Cada alumno (ou cada parella de alumnos) fará uso dun ordenador con equipado con Microsoft Windows®. Non é necesario dispoñer de conexión a Internet xa que é posible descargalos ficheiros da actividade previamente.

  1. Descarga e instala o programa LTImage. Trátase dun software de procesado de imáxes desenvolto polo NSO e adaptado ó uso escolar. LTImage funciona con calquer imaxe en formato FITS; é dicir, con imáxes tomadas pola maioría dos telescopios profesionais do mundo. Existe un video en liña a modo de tutorial para o bo uso do programa.
  2. Descarga as notas do profesor, a presentación en PowerPoint®, e un conxunto de notas do estudante (disponible para idades 7-11 e 11-16; é probable que os alumnos de máis idade non necesiten notas).
  3. Mostrala actividade por medio do PowerPoint.
  4. Distribúe unha copia das notas do estudante a cada alumno.

Pra coñecer os polo miúdo o uso de LTImage a cada paso concreto, podes consultalas notas do profesor.

Facendo as observacións

Pra detectar o movemento de asteroides, necesitamos imaxes do ceo nocturno feitas con certo tempo de diferencia, para que a os asteroides lles dea tempo de cambiar de postura entre imaxe e imaxe. Pra estar seguros de que o movemento é real, faremos uso de catro imáxes diferentes, tomadas con intervalos de 30 minutos.

Atoparás as imaxes no apartado “Data files” da actividade de Procura de Asteroidesw3

O espello secundario do
Liverpool Telescope’s

Imagen cortesía de J Marchant

Os ficheiros dende ah_demo-1.fits ata ah_demo-4.fits son simulacións coas que practicar, mentras que os arquivos dende ahunt-10-1-1.fits ata ahunt-10-1-4.fits son as observacións reais dun NEO denominado 2001 GQ2, realizadas xusto antes da medianoite do 5 de Abril de 2009.

  1. Garda as oito imaxes no teu ordenador. Pra escomezar, proba coas imaxes de mostra (ah-demo-1, ah-demo-2, etc.), xa que conteñen asteroides simulados para que che sexa máis doado detectalos.

Detectando asteroides

  1. Arranca LTImage e abre la primeira imaxe.

Non te preocupes se ves que a imaxe é probablemente moi oscura; é normal é pódese corrixir: a cámara do Telescopio Liverpool foi deseñada pra contar o número de fotóns incidentes, máis que pra sacar imaxes bonitas. Algúns dos detalles da imaxe poden ser moi oscuros comparados coas estrelas que os rodean, e por iso non podemos velos ó comezo. Pra revelar máis detalles dos obxectos máis febles, necesitamos axustar a escala usando as dúas barras de desprazamento de LTImage.

  1. Abre e redimensiona as outras tres imaxes.
Unha imaxe antes e despois de redimensionala
Imaxes cortesía de National Schools’ Observatory
  1. Pra buscar asteroides, usamos unha técnica chamada blinking (pestanexo). Pra facer que as imaxes pestanexen, só tes que ollala pantalla principal de LTImage e ir cambiando dunha imaxe a outra rápidamente. Por exemplo, olla a imaxe 1 durante medio segundo, e logo a 2, a 3 e termina coa 4, antes de volver a imaxe 1 e repetilo proceso.

As estrelas non se moven, pero un asteroide sí o fará. Iso é todo o que hay que facer: conseguir varias imaxes, usalo pestanexo, e se algo se move (en líña recta), ese obsecto será un asteroide.

Podes ver como se move o asteroide 2003 BK47? Fai clic enrriba da imaxe para agrandala
Imaxes cortesía de National Schools’ Observatory

Nas imaxes de mostra, deberías atopalos asteroides (un deles é máis compricado de atopar). Segue pestanexando as imaxes ata que esteas seguro. Quizáis sexa útil varialo tempo que ollas cada imaxe. Ten en conta que pode que as estrelas parezan oscilar por causa do vento e as variacións no apuntado do telescopio, pero o movemento dos asteroides é moito máis claro.

  1. Cando atopes ó menos un dos obxectos en movemento nas imaxes de proba, intenta facelo mesmo coas catro imaxes reais pra descobrer o asteroide.
Imaxe cortesía do National
Schools’ Observatory

Medindo a posición dun NEO

  1. Despois de atopar o NEO utilizando pestanexo, hai que medir a súa posición. Pra atopalas coordenadas do pixel do asteroide en cada imaxe, debése utilizala ferramenta Image Examine de LTImage. Para obter máis información consulta o apartado ‘Measuring the position of near-Earth objects (NEOs)’ no sitio webw3 Asteroid Watch, lugar onde se recolle a actividade de Procura de Asteroides.
  2. Para localizalas coordenadas X e Y, move o punteiro do rato ata situalo xusto debaixo do marcador de posición na fiestra “Examine”.
  3. Repite este paso pra cada NEO e pra cada imaxe, recordando anotar tódolos resultados.

O caso real

Agora que entendes como se fai, estas preparado pra a descarga das imaxes das observacións máis recentes de NEOs sobre as que os astrónomos necesitan dispoñer de máis información. As imaxes son de zoas do ceo nas que é moi probable que se encoentren NEOs descubertos recentemente, é necesario realizar máis observacións pra determinar mellor as órbitas dos NEOs. Ó tratarse de imaxes reaies, non sabremos de anteman onde se encontrará o NEO na imaxe, ou si aparecerá, aunque debería estar presente. Por suposto, tamén hai unha pequena probabilidade de que algún asteroide descoñecido apareza no mesmo campo de visión.

  1. Dirixete ó apartado ‘Download some recent observations to analyse (Descarga as observacions máis recentes para anlizar)’ no sitio webw3, da actividade Asteroid Watch (Procura de Asteroides), e descarga un grupo de catro imaxes. Lembra anotalo código ID do grupo de imaxes, xa que lo precisarás pra realizarlo informe de resultados.
  2. Redimensiona as imaxes, fainas pestanexar e mide as posicións dos potenciais NEOs que atopes. Deberías atopar ó menos un en cada observación. En aproximadamente o 10% dos casos, aparecerán dous NEOs.

Enviando os resultados

The Liverpool Telescope (O
Telescopio Liverpool)

Imaxe cortesía de J Marchant

Pra enviar os teus resultados (as coordenadas X-Y dos novos NEOs identificados), accede a “Report your results” no sitio webw3 da actividade Asteroid Watch (Procura de Asteroides). Os resultados de interés enviaránse ó Minor Planer Centerw4 da International Astronomical Union’s (Unión Astronómica Internacional), co obxectivo de mellorar as estimacións das órbitas.

Tarefa avanzada: Calculando a velocidade dun asteoride

Si tes de tempo e pensas que é axeitado utilizar algúns coñecementos de matemáticas cos alumnos, podes usálas imaxes de proba e algunhas ferramentas de LTImage pra calcular a qué distancia está o asteroide e a qué velocidade se despraza. Si queres acceder ás instruccións, podes descargalo documento “More able tasks” do sitio webw3 da actividade Asteroid Watch (Procura de Asteroides).

Download

Download this article as a PDF

Web References

Resources

  • No filme Deep Impact, uns astrónomos intentan destruir un cometa antes de que colisione coa Terra. Se queres acceder a recursos para o uso da película Deep Impact na aula, consulta:
  • Oberhummer H, Behacker M (2006) Deep Impact. Science in School 1: 78-80. www.scienceinschool.org/2006/issue1/deepimpact
  • No proxecto “Galaxy zoo”, podes colaborar con astrónomos na clasificación de galaxias a partires de imaxes tomadas polo telescopio Hubble. No proxecto “Moon zoo”, podes clasificar estructuras do relevo lunar. Visita: www.galaxyzoo.org e www.moonzoo.org

Author(s)

Andy Newsam é director do NSO, amáis de mestre de “educación na astronomía” na univesidade John Moores University de Liverpool (Reino Unido). Amáis de levar a cabo investigacións en astronomía (en campos tan diversos como explosións estelares, buracos negros supermasivos e lentes gravitacionais), está moi interesado no uso da astronomía pra promover e mellorar o coñecemento científico. Por este motivo, invirte gran parte do seu tempo visitando centros educativos, compartindo o seu entusiasmo con alumnos y mestres.

Chris Leigh completou un master en astrofísica e un doctorado en detección e caracterización de planetas gaseosos extrapolares, namboslos casos na universidade University of St Andrews (Reino Unido). Chris trasladouse á univesidade John Moores University de Liverpool en 2004 e na actualidade é o director do proxecto NSO. Amáis, segue dedicado á investigación e colabora na procura de exoplanetas con expertos de todo o mundo.


Review

Tras una breve introdución sobre asteroides e o Telescopio Liverpool, o artigo presenta unha actividade de procura de asteroides en imaxes dixitais. O artigo pódese ollar relacionando a física clásica (distancia, velocidade, gravidade) coa física moderna (astrofísica) e ciencias da terra (o Sistema Solar, paixase terrestre en zoas de impacto de asteroides). O traballo práctico en equipo é bo pra os alumnos e pra o mestre, e a posibilidade de xerar resultados científicos reais que poden ser útiles á comunidade científica internacional é unha motivación adicional.

O artigo estimula a comprensión de cuestións como:

  • ¿Qué son os asteroides e de onde veñen?
  • ¿Os asteroides impactan na Terra? ¿Qué consecuencias podemos ollar na Terra?
  • ¿Cáles son as propiedades dos asteroides no sistema solar?
  • ¿Qué é o telescopio Liverpool Telescope e como funciona?
  • ¿Cómo podes calculala velocidade e a distancia percorrida por un obxecto en movemento, tal coma un asteroide?

Gerd Vogt, Escola de educación secundaria superior para o medioambiente e a economía, Yspertal, Austria




License

CC-BY-NC-SA