Probabilidad de Impacto del asteroide 2024 YR4 en 2032

[santiago]

Dejo por acá lo que estuve calculando sobre la probabilidad de impacto del asteroide 2024 YR4 en 2032

Hice las integraciones numéricas con las órbitas de los planetas mayores + plutón, que tenía a mano, no son las últimas, aunque se supone que los resultados no cambian mucho. El día de ayer actualizaron la órbita del 2024YR4 y lo que se me ocurrió hacer es lo siguiente. Hice una simulación o integración numérica de clones del 2024YR4, esto es, copias del asteroide cuyas óribtas estás levemente modificadas de acuerdo a su incertidumbre orbital. Para eso tomé la última órbita publicada por el JPL/Horizons y su matriz de co-varianza de elementos orbitales, donde está la información de la incertidumbte. Con eso generé 2000 clones del asteroide a 1-sigma de la órbita nominal y no obtuve colisiones de ningún clon con la Tierra (0%), entonces tomé 2000 clones a 2-sigma de la órbita nominal y de nuevo no obtuve colisiones (0%). Tuve que ir hasta 3-sigma para obtener colisiones de algunos clones con la Tierra, pero my poquitas (un 0.30%), ya por deporte tomé clones a una guarangada de 4-sigma y obtuve (0,5%) también, muy bajo. Un colega y profesor mío de Facultad obtiene números del orden de un 2% pero desconozco los detalles de incertidumbre que él utilizó. El miércoles me va a tomar el último examen de la maestría y calculo que vamos a hablar de este tema. Yo utilicé el integrador numérico de N-cuerpos Mercury con la rutina Bullirsch-Stoer que es es muy buena resolviendo encuentros entre objetos, pero quiero probar otras rutinas a ver si cambian los resultados y ver también si actualizando a las últimas órbitas planetarias, cambia en algo, pero el folclore de la mecánica celeste dice que no cambia nada. A continuación se ven los clones generados a los diferentes niveles de incertidumbre. Para que tengan una idea, el sigma es como el error de un dato, como cuando uno dice 10+/-2, si la magnitud medida tiene una distribución gaussiana, entonces ese 2 es como el sigma. decir 1-sigma es decir 2, 2-sigma es decir 2 veces 2, 3 sigma, 3 veces 2 y así. Es como ir agrandando el error a ver donde aparecen las colisiones.

Valor de probabilidad de la NASA (8-febrero-2025): P=2.4%

Órbita del 2024 YR4 a la fecha

2024YR4
+-+ orbit:
| +-- comment: None
| +-- last_obs: 2025-02-08
| +-- equinox: J2000
| +-- pe_used: DE441
| +-+ elements:
| | +-- e: 0.6615539764770699
| | +-- e_sig: 1.2503e-05
| | +-- a: 2.515908060065635 AU
| | +-- a_sig: 8.7525e-05 AU
| | +-- q: 0.8514990784785031 AU
| | +-- q_sig: 1.8338e-06 AU
| | +-- i: 3.408195457381823 deg
| | +-- i_sig: 4.6111e-05 deg
| | +-- om: 271.365613078837 deg
| | +-- om_sig: 1.3021e-05 deg
| | +-- w: 134.36134122 deg
| | +-- w_sig: 5.191e-05 deg
| | +-- ma: 40.40158785076333 deg
| | +-- ma_sig: 0.0021419 deg
| | +-- tp: 2460636.917624831 d
| | +-- tp_sig: 0.00013622 d
| | +-- per: 1457.607440537553 d
| | +-- per_sig: 0.076062 d
| | +-- n: 0.2469800784408971 deg / d
| | +-- n_sig: 1.2888e-05 deg / d
| | +-- ad: 4.180317041652766 AU
| | +-- ad_sig: 0.00014543 AU
| +-- two_body: None
| +-- orbit_id: 55
| +-- not_valid_after: None
| +-- n_dop_obs_used: None
| +-- not_valid_before: None
| +-- condition_code: 5
| +-- n_del_obs_used: None
| +-- producer: Davide Farnocchia
| +-- n_obs_used: 363
| +-- data_arc: 45
| +-- sb_used: SB441-N16
| +-- source: JPL
| +-- model_pars: []
| +-- rms: .45065
| +-- t_jup: 3.109
| +-- moid: 0.00282825 AU
| +-+ covariance:
| | +-+ elements:
| | | +-- e: 0.6616222261965777
| | | +-- e_sig: 1.2503040993706e-05
| | | +-- q: 0.8515149583740292 AU
| | | +-- q_sig: 1.83233796074725e-06 AU
| | | +-- tp: 2460636.9246413107 d
| | | +-- tp_sig: 0.000136133932699633 d
| | | +-- om: 271.3681174466681 deg
| | | +-- om_sig: 1.30756692602578e-05 deg
| | | +-- w: 134.36413788517 deg
| | | +-- w_sig: 5.180845521847e-05 deg
| | | +-- i: 3.408345598085913 deg
| | | +-- i_sig: 4.61090546821386e-05 deg
| | +-- labels: ['e', 'q', 'tp', 'node', 'peri', 'i']
| | +-- epoch: 2460693.5 d
| | +-- data: [[ 1.56326034e-10 -2.29069380e-11 1.70146866e-09 -1.13683617e-10
-6.38171272e-10 5.76311139e-10]
[-2.29069380e-11 3.35746240e-12 -2.49311177e-10 1.65572694e-11
9.36999090e-11 -8.44557414e-11]
[ 1.70146866e-09 -2.49311177e-10 1.85324476e-08 -1.21029493e-09
-6.96019515e-09 6.27432586e-09]
[-1.13683617e-10 1.65572694e-11 -1.21029493e-09 1.70973127e-10
3.90024939e-10 -4.11110755e-10]
[-6.38171272e-10 9.36999090e-11 -6.96019515e-09 3.90024939e-10
2.68411603e-09 -2.35986862e-09]
[ 5.76311139e-10 -8.44557414e-11 6.27432586e-09 -4.11110755e-10
-2.35986862e-09 2.12604492e-09]]
| +-- epoch: 2460800.5 d
| +-- moid_jup: 1.27152 AU
| +-- soln_date: 2025-02-15 08:33:31
| +-- first_obs: 2024-12-25
+-+ signature:
| +-- source: NASA/JPL Small-Body Database (SBDB) API
| +-- version: 1.3
+-+ object:
| +-- kind: au
| +-- prefix: None
| +-+ orbit_class:
| | +-- name: Apollo
| | +-- code: APO
| +-- pha: False
| +-- fullname: (2024 YR4)
| +-- spkid: 54509621
| +-- orbit_id: 55
| +-- neo: True
| +-- des: 2024 YR4

Matriz de covarianza del 2024 YR4

sigmas-2024YR4.png (293.25 KiB) Visto 59668 veces

A continuación se ven los histogramas de las distancias de encuentro de los clones artificiales del 2024 YR4 con la Tierra en el año 2032. La mayoría de los clones tiene un encuentro con la Tierra a una distancia de unos 175.000 km pero algunos pasan más cerca. A medida que aumentamos el sigma, algunos clones pueden pasar a una distancia de la Tierra menor al radio terrestre 6378km, lo cual habla de una colisión. Repito, no me convencen del todo los resultados, esperaba obtener algo más parecido al 2% como obtienen otros colegas, seguramente yo tenga que actualizar los elementos de los planetas mayores y tambien elegir mejor la rutina de integración y también probar con diferentes integradores.

sig1-2024yr4.png (35.52 KiB) Visto 59668 veces

sig2-2024yr4.png (35.54 KiB) Visto 59668 veces

sig3-2024yr4.png (36.25 KiB) Visto 59668 veces

sig4-2024yr4.png (35.51 KiB) Visto 59668 veces

[santiago]

Siguiendo con los cálculos de la probabilidad de impacto, ahora en lugar de utilizar la matriz de co-varianza para generar los clones del 2024 YR4 utilicé simplemente una distribución normal a 1-sigma de los elementos nominales y chan! probabilidad de impacto de 2.4%. Esto hace sospechar que los de la NASA no estan utilizando la matriz de covarianza por alguna razón, posiblemente la órbita tenga todavía mucho ruido y éste sea mayor en módulo a los sigmas cruzados de la matriz, en definitiva, el modelo de error que utilicen es diferente.

TL/DR Probabilidad de impacto (1-sigma) 18-febrero-2025
Elementos generados a partir de la matriz de co-varianza: P=0.0%
Elementos generados de nominales + distribución normal: P=2.4%
Probabilidad de Impacto de la NASA (18-febrero-2025): P=2.4%

Distribución de elementos a 1-sigma

elementos-sigma.png (54.75 KiB) Visto 59665 veces

Lo que en el histograma parece ser una montañita o un exceso de objetos en torno al radio terrestre, parece ser "gravitational focusing" que es un fenómeno que podría verse como que la Tierra a los que van a pasar muy cerquita, los chupa o los "enfoca" por eso el término en inglés.

impactos-2024.png (27.98 KiB) Visto 59665 veces

[santiago]

Ahora con las actualizaciones de la órbita que hubo en los últimos días, ayer 22/feb/2025 re-hice las integraciones numéricas y los resultados dan una menor probabilidad a la anterior.

TL/DR Probabilidad de impacto (1-sigma) 22-febrero-2025
Elementos generados a partir de la matriz de co-varianza: P=0.0%
Elementos generados de nominales + distribución normal: P=0.6%
Probabilidad de Impacto de la NASA (20-febrero-2025): P=0.27%

2024YR4
+-+ signature:
| +-- source: NASA/JPL Small-Body Database (SBDB) API
| +-- version: 1.3
+-+ orbit:
| +-- equinox: J2000
| +-- source: JPL
| +-- not_valid_before: None
| +-- condition_code: 4
| +-- rms: .45343
| +-- model_pars: []
| +-- two_body: None
| +-- not_valid_after: None
| +-- n_dop_obs_used: None
| +-- moid_jup: 1.27157 AU
| +-- comment: None
| +-- first_obs: 2024-12-25
| +-- n_obs_used: 404
| +-- epoch: 2460800.5 d
| +-- sb_used: SB441-N16
| +-- pe_used: DE441
| +-- data_arc: 59
| +-- n_del_obs_used: None
| +-- moid: 0.00282824 AU
| +-- t_jup: 3.109
| +-- orbit_id: 62
| +-- soln_date: 2025-02-22 07:35:31
| +-- last_obs: 2025-02-22
| +-- producer: Davide Farnocchia
| +-+ elements:
| | +-- e: 0.661550656585651
| | +-- e_sig: 4.8314e-06
| | +-- a: 2.515884820788439 AU
| | +-- a_sig: 3.3833e-05 AU
| | +-- q: 0.8514995657019743 AU
| | +-- q_sig: 7.051e-07 AU
| | +-- i: 3.40818324637803 deg
| | +-- i_sig: 1.771e-05 deg
| | +-- om: 271.3656157439214 deg
| | +-- om_sig: 9.6245e-06 deg
| | +-- w: 134.3613546775489 deg
| | +-- w_sig: 2.1016e-05 deg
| | +-- ma: 40.40215653387327 deg
| | +-- ma_sig: 0.00082815 deg
| | +-- tp: 2460636.917588811 d
| | +-- tp_sig: 5.3438e-05 d
| | +-- per: 1457.58724484817 d
| | +-- per_sig: 0.029402 d
| | +-- n: 0.2469835004885072 deg / d
| | +-- n_sig: 4.9821e-06 deg / d
| | +-- ad: 4.180270075874904 AU
| | +-- ad_sig: 5.6215e-05 AU
| +-+ covariance:
| | +-- labels: ['e', 'q', 'tp', 'node', 'peri', 'i']
| | +-+ elements:
| | | +-- e: 0.6616136058648403
| | | +-- e_sig: 4.83152964147558e-06
| | | +-- q: 0.8515166371137055 AU
| | | +-- q_sig: 7.04573847370172e-07 AU
| | | +-- tp: 2460636.92440515 d
| | | +-- tp_sig: 5.34059467056067e-05 d
| | | +-- om: 271.3679161937765 deg
| | | +-- om_sig: 9.63236117713058e-06 deg
| | | +-- w: 134.3642984115966 deg
| | | +-- w_sig: 2.09843248189903e-05 deg
| | | +-- i: 3.408310514707946 deg
| | | +-- i_sig: 1.77091821323547e-05 deg
| | +-- data: [[ 2.33436787e-11 -3.40138462e-12 2.57495076e-10 -1.53233608e-11
-9.21057940e-11 8.53878670e-11]
[-3.40138462e-12 4.96424306e-13 -3.75150561e-11 2.12398790e-12
1.36072301e-11 -1.24490773e-11]
[ 2.57495076e-10 -3.75150561e-11 2.85219514e-09 -1.44622225e-10
-1.02960279e-09 9.43348989e-10]
[-1.53233608e-11 2.12398790e-12 -1.44622225e-10 9.27823818e-11
-1.10705091e-11 -4.87948922e-11]
[-9.21057940e-11 1.36072301e-11 -1.02960279e-09 -1.10705091e-11
4.40341888e-10 -3.43577131e-10]
[ 8.53878670e-11 -1.24490773e-11 9.43348989e-10 -4.87948922e-11
-3.43577131e-10 3.13615132e-10]]
| | +-- epoch: 2460696.5 d
+-+ object:
| +-- fullname: (2024 YR4)
| +-- spkid: 54509621
| +-- pha: False
| +-+ orbit_class:
| | +-- name: Apollo
| | +-- code: APO
| +-- neo: True
| +-- kind: au
| +-- orbit_id: 62
| +-- prefix: None
| +-- des: 2024 YR4

Utilizando clones generados con la matriz de covarianza de elementos orbitales:

elip-cov-2025-02-22.png (158.53 KiB) Visto 51899 veces

Probabilidades de impacto a 1,2,3 y 4-sigma

imp-cov-1s-22-feb.png (61.02 KiB) Visto 51899 veces

imp-cov-2s-22-feb.png (61.6 KiB) Visto 51899 veces

imp-cov-3s-22-feb.png (62.47 KiB) Visto 51899 veces

imp-cov-4s-22-feb.png (62.65 KiB) Visto 51899 veces

Elementos orbitales generados por distribución normal común 1,2,3 y 4-sigma (figura solo para 1-sigma a modo de ejemplo)

elem-nor-1s-22-feb.png (123.82 KiB) Visto 51899 veces

Probabilidades de impacto a 1,2,3 y 4-sigma

imp-nor-1s-22-feb.png (47.9 KiB) Visto 51897 veces

imp-nor-2s-22-feb.png (47.79 KiB) Visto 51897 veces

imp-nor-3s-22-feb.png (46.75 KiB) Visto 51897 veces

imp-nor-4s-22-feb.png (46.49 KiB) Visto 51897 veces