Resumen:

El 13 de abril de 2029, el asteroide 99942 Apophis pasará a una distancia de seis radios terrestres (∼31,000 km sobre la superficie), en lo que será el acercamiento más cercano de este asteroide en la historia registrada. Este evento brinda oportunidades científicas únicas para estudiar el asteroide, su órbita y características superficiales a una distancia excepcionalmente corta. En este artículo, realizamos un análisis geométrico, geográfico y temporal sintético de las condiciones bajo las cuales el asteroide podrá observarse desde la Tierra, con especial énfasis en las condiciones y oportunidades científicas para observaciones de radar bistático, la única técnica de radar factible aplicable en un acercamiento tan cercano. Para este propósito, compilamos una lista de radiotelescopios presentes y futuros alrededor del mundo que podrían participar en campañas de observación de radar bistático durante el acercamiento más cercano de Apophis. Estimamos la potencia, las relaciones señal-ruido, la cobertura de superficie y otras condiciones de observación. Encontramos que una colaboración global de observatorios en Australia, África, Europa y América podría producir imágenes de radar con resolución en tiempo y frecuencia con una relación señal-ruido sin precedentes y potencial de resolución espacial de varios metros, cubriendo aproximadamente el 87% de la superficie del asteroide. Además, si se coordina adecuadamente, el acercamiento extremo del asteroide podría permitir la detección de señales enviadas por grandes radiotelescopios por parte de radioaficionados, y se podrían organizar proyectos de ciencia ciudadana. También encontramos que para observaciones visuales, las cumbres de las Islas Canarias ofrecerán las mejores condiciones de observación durante el acercamiento más cercano, tanto para profesionales como para aficionados. El tamaño aparente de 99942 Apophis será 2-3 veces mayor que el habitual para la visibilidad, permitiendo obtener imágenes resueltas de la superficie.

Introducción:

Las observaciones previas de la trayectoria del asteroide 99942 Apophis han mostrado que el 13 de abril de 2029 pasará a una distancia de seis radios terrestres de nuestro planeta. Desde su descubrimiento en 2004, la probabilidad de impacto ha disminuido del 2.7% a prácticamente nula (Chesley 2005; Wlodarczyk 2013); sin embargo, Apophis sigue ofreciendo oportunidades únicas en términos de estudios de asteroides, que suelen estar limitados a objetos muy distantes y tenues, a objetos relativamente pequeños que pasan cerca (en el rango de decenas de metros), a modelado teórico o a estimaciones de morfología con observaciones de radar de baja resolución (Herique et al. 2020). Esta vez, el asteroide se acercará mucho más a nosotros.

Pravec et al. (2014) y otros han revelado que Apophis es un objeto alargado de 340±40 m en su semieje mayor, una anisotropía axial de 1.44, y un período de rotación de ∼30.56 h. Las observaciones de Apophis utilizando Goldstone y Arecibo por Brozović et al. (2018) han aportado más información sobre su forma particular, albedo y otras características físicas como su sección transversal de radar. Aunque no reportan aceleración de Yarkovsky, Tholen & Farnocchia (2020) detectaron una deriva en el semieje mayor de aproximadamente 170 m por año. Todas estas observaciones fueron previas al encuentro cercano de marzo de 2021, a 0.12 au, que probablemente resolverá el tema del efecto Yarkovsky.

Se ha predicho que para el sobrevuelo de 2029, la rotación de Apophis cambiará significativamente con respecto a su estado actual (Souchay, J. et al. 2018; Scheeres et al. 2005), mientras que su forma se mantendrá mayormente inalterada por las fuerzas de marea (Yu et al. 2014). Respecto a la presión de radiación solar, se ha demostrado que su efecto es mínimo en la órbita de Apophis (Giorgini et al. 2008; Žižka & Vokrouhlický 2011). Por lo tanto, considerando los efectos no gravitacionales conocidos, las efemérides pueden calcularse con una incertidumbre menor a unos pocos kilómetros, lo que nos brinda interesantes oportunidades para preparar estrategias de observación colaborativa con anticipación al sobrevuelo.

Aunque las observaciones ópticas resueltas de Apophis serán posibles durante su acercamiento más cercano, solo será visible desde el lado diurno del planeta, lo que impedirá en su mayoría las observaciones de alta calidad. Afortunadamente, Apophis sobrevolará algunos de los radiotelescopios más importantes del mundo, como Goldstone, VLA, ngVLA, Green Bank, y también el radiotelescopio FAST de China. Proponemos una mezcla de estudios de radar bistático de este asteroide único desde múltiples instalaciones de radio.