Cometa
Definición
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Cometas - núcleo, coma y cola:
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Un cometa es un pequeño cuerpo helado del Sistema Solar que, al pasar cerca del Sol, se calienta y comienza a liberar gases, un proceso llamado desgasificación. Esto produce una atmósfera visible o coma, y a veces también una cola. Estos fenómenos se deben a los efectos de la radiación solar y al viento solar que actúa sobre el núcleo del cometa. Los núcleos cometas varían desde unos pocos cientos de metros hasta decenas de kilómetros de ancho y están compuestos de colecciones sueltas de hielo, polvo y pequeñas partículas rocosas. El coma puede ser hasta 15 veces el diámetro de la Tierra, mientras que la cola puede estirar una unidad astronómica. Si es suficientemente brillante, se puede ver un cometa desde la Tierra sin la ayuda de un telescopio y puede subestimar un arco de 30 ° (60 Lunas) a través del cielo. Los cometas han sido observados y registrados desde la antigüedad por muchas culturas.
Los cometas generalmente tienen órbitas elípticas altamente excéntricas, y tienen una amplia gama de períodos orbitales, que van desde varios años hasta potencialmente varios millones de años. Los cometas de período corto se originan en el cinturón de Kuiper o su disco disperso asociado, que se encuentra más allá de la órbita de Neptuno. Se cree que los cometas de período largo se originan en la nube de Oort, una nube esférica de cuerpos helados que se extiende desde fuera del cinturón de Kuiper hasta la mitad de la estrella más cercana. Los cometas de período largo se ponen en movimiento hacia el Sol desde la nube de Oort por las perturbaciones gravitacionales causadas por las estrellas que pasan y la marea galáctica. Los cometas hiperbólicos pueden pasar una vez a través del sistema solar interno antes de ser arrojados al espacio interestelar. La aparición de un cometa se llama aparición.
Los cometas se distinguen de los asteroides por la presencia de una atmósfera extendida, gravitacionalmente unida, que rodea su núcleo central. Esta atmósfera tiene partes llamadas coma (la parte central que rodea el núcleo) y la cola (una sección típicamente lineal que consiste en polvo o gas expulsado del coma por la presión de la luz del Sol o el viento eterno del plasma). Sin embargo, los cometas extintos que han pasado cerca del Sol muchas veces han perdido casi todos sus hielos volátiles y polvo y pueden llegar a parecerse a pequeños asteroides. Se cree que los asteroides tienen un origen diferente al de los cometas, ya que se formaron dentro de la órbita de Júpiter y no en el Sistema Solar exterior. El descubrimiento de los cometas del cinturón principal y de los planetas menores centauros activos ha desdibujado la distinción entre asteroides y cometas.
A partir de noviembre de 2014, hay 5.253 cometas conocidos, un número que va en constante aumento a medida que se descubren. Sin embargo, esto representa solo una pequeña fracción de la población de cometas potencial total, ya que se estima que el depósito de cuerpos parecidos a cometas en el Sistema Solar exterior (en la nube de Oort) es de un billón. Aproximadamente un cometa por año es visible a simple vista, aunque muchos de ellos son débiles y poco espectaculares. Los ejemplos particularmente brillantes se llaman "grandes cometas". Los cometas han sido visitados por sondas no tripuladas como la Rosetta de la Agencia Espacial Europea , que se convirtió en la primera en lanzar una nave espacial robótica sobre un cometa, y Deep Impact de la NASA , que lanzó un cráter en el Cometa Tempel 1 para estudiar su interior.
Etimología
La palabra cometa proviene del inglés antiguo cometa del latín comēta o comētēs . Eso, a su vez, es una latinización del griego κομήτης ("usar cabello largo"), y el Oxford English Dictionary señala que el término (ἀστὴρ) κομήτης ya significaba "estrella de pelo largo, cometa" en griego. Κομήτης se derivó de κομᾶν ("usar el pelo largo"), que a su vez derivaba de κόμη ("el pelo de la cabeza") y se usaba para significar "la cola de un cometa".
El símbolo astronómico para los cometas es ☄ (en Unicode U + 2604), que consiste en un pequeño disco con tres extensiones de pelos.
Características físicas
Núcleo
La estructura sólida y central de un cometa se conoce como el núcleo. Los núcleos cometarios se componen de una amalgama de roca, polvo, hielo de agua y dióxido de carbono congelado, monóxido de carbono, metano y amoníaco. Como tales, son popularmente descritos como "bolas de nieve sucias" según el modelo de Fred Whipple. Sin embargo, algunos cometas pueden tener un mayor contenido de polvo, lo que los lleva a ser llamados "bolas de suciedad heladas". La investigación realizada en 2014 sugiere que los cometas son como "helado frito", en el sentido de que sus superficies están formadas por hielo cristalino denso mezclado con compuestos orgánicos, mientras que el hielo interior es más frío y menos denso.
La superficie del núcleo es generalmente seca, polvorienta o rocosa, lo que sugiere que los hielos están ocultos debajo de una corteza superficial de varios metros de espesor. Además de los gases ya mencionados, los núcleos contienen una variedad de compuestos orgánicos, que pueden incluir metanol, cianuro de hidrógeno, formaldehído, etanol y etano y quizás moléculas más complejas como hidrocarburos de cadena larga y aminoácidos. En 2009, se confirmó que el aminoácido glicina se había encontrado en el polvo del cometa recuperado por la misión Stardust de la NASA. En agosto de 2011, se publicó un informe, basado en estudios de la NASA sobre meteoritos encontrados en la Tierra, sugiriendo que componentes de ADN y ARN (adenina, guanina y moléculas orgánicas relacionadas) pueden haberse formado en asteroides y cometas.
Las superficies externas de los núcleos cometarios tienen un albedo muy bajo, por lo que se encuentran entre los objetos menos reflectantes que se encuentran en el Sistema Solar. La sonda espacial Giotto descubrió que el núcleo del cometa Halley refleja aproximadamente el cuatro por ciento de la luz que cae sobre él, y Deep Space 1 descubrió que la superficie del cometa Borrelly refleja menos del 3.0%; en comparación, el asfalto refleja el siete por ciento. El material de la superficie oscura del núcleo puede consistir en compuestos orgánicos complejos. El calentamiento solar elimina los compuestos volátiles más ligeros, dejando atrás compuestos orgánicos más grandes que tienden a ser muy oscuros, como el alquitrán o el petróleo crudo. La baja reflectividad de las superficies cometarias hace que absorban el calor que impulsa sus procesos de desgasificación.
Se han observado núcleos cometas con radios de hasta 30 kilómetros (19 millas), pero es difícil determinar su tamaño exacto. El núcleo de 322P / SOHO probablemente tenga solo 100-200 metros (330-660 pies) de diámetro. La falta de cometas pequeños detectados a pesar de la mayor sensibilidad de los instrumentos ha llevado a algunos a sugerir que existe una verdadera falta de cometas de menos de 100 metros (330 pies) de ancho. Se ha estimado que los cometas conocidos tienen una densidad promedio de 0.6 g / cm (0.35 oz / cu in). Debido a su baja masa, los núcleos de los cometas no se vuelven esféricos bajo su propia gravedad y, por lo tanto, tienen formas irregulares.
Aproximadamente el seis por ciento de los asteroides cercanos a la Tierra se cree que son núcleos extintos de cometas que ya no experimentan desgasificación, incluidos 14827 Hypnos y 3552 Don Quijote.
Los resultados de la nave espacial Rosetta y Philae muestran que el núcleo de 67P / Churyumov-Gerasimenko no tiene campo magnético, lo que sugiere que el magnetismo puede no haber jugado un papel en la formación temprana de planetesimales. Además, el espectrógrafo ALICE en Rosetta determinó que los electrones (a menos de 1 km (0.62 mi) sobre el núcleo del cometa) producidos por la fotoionización de moléculas de agua por radiación solar y no fotones del Sol como se pensaba anteriormente, son responsables de la degradación del agua y moléculas de dióxido de carbono liberadas desde el núcleo del cometa a su coma. Instrumentos en el Philae Lander encontró al menos dieciséis compuestos orgánicos en la superficie del cometa, cuatro de los cuales (acetamida, acetona, isocianato de metilo y propionaldehído) se detectaron por primera vez en un cometa.
| Nombre | Dimensiones (km) | Densidad (g / cm) | Masa (kg) | Refs |
|---|---|---|---|---|
| cometa Halley | 15 × 8 × 8 | 0.6 | 3 × 10 | |
| Tempel 1 | 7.6 × 4.9 | 0.62 | 7.9 × 10 | |
| 19P / Borrelly | 8 × 4 × 4 | 0.3 | 2.0 × 10 | |
| 81P / Wild | 5.5 × 4.0 × 3.3 | 0.6 | 2.3 × 10 | |
| 67P / Churyumov-Gerasimenko | 4.1 × 3.3 × 1.8 | 0.47 | 1.0 × 10 |
Coma
Las corrientes de polvo y gas así liberadas forman una atmósfera enorme y extremadamente delgada alrededor del cometa llamado "coma". La fuerza ejercida sobre el coma por la presión de radiación del Sol y el viento solar causa una enorme "cola" que se forma apuntando lejos del Sol.
El coma generalmente está hecho de H
2 O y polvo, con agua que compone hasta 90% de los volátiles que salen del núcleo cuando el cometa está dentro de 3 a 4 unidades astronómicas (450,000,000 a 600,000,000 km; 280,000,000 a 370,000,000 mi) del Sol. La molécula original H
2 O se destruye principalmente a través de fotodisociación y en una medida mucho menor de la fotoionización, con el viento solar jugando un papel menor en la destrucción del agua en comparación con la fotoquímica. Las partículas de polvo más grandes se dejan a lo largo de la trayectoria orbital del cometa, mientras que las partículas más pequeñas son empujadas desde el Sol hacia la cola del cometa por la presión de la luz.
2 O y polvo, con agua que compone hasta 90% de los volátiles que salen del núcleo cuando el cometa está dentro de 3 a 4 unidades astronómicas (450,000,000 a 600,000,000 km; 280,000,000 a 370,000,000 mi) del Sol. La molécula original H
2 O se destruye principalmente a través de fotodisociación y en una medida mucho menor de la fotoionización, con el viento solar jugando un papel menor en la destrucción del agua en comparación con la fotoquímica. Las partículas de polvo más grandes se dejan a lo largo de la trayectoria orbital del cometa, mientras que las partículas más pequeñas son empujadas desde el Sol hacia la cola del cometa por la presión de la luz.
Aunque el núcleo sólido de los cometas generalmente tiene menos de 60 kilómetros (37 millas) de ancho, el coma puede tener miles o millones de kilómetros de diámetro, a veces llegando a ser más grande que el Sol. Por ejemplo, alrededor de un mes después de un estallido en octubre de 2007, el cometa 17P / Holmes tuvo brevemente una tenue atmósfera de polvo más grande que el Sol. El Gran Cometa de 1811 también tuvo un coma aproximadamente del diámetro del Sol. A pesar de que el coma puede llegar a ser bastante grande, su tamaño puede disminuir aproximadamente en el momento en que cruza la órbita de Marte alrededor de 1,5 unidades astronómicas (220,000,000 km; 140,000,000 millas) del Sol. A esta distancia, el viento solar se vuelve lo suficientemente fuerte como para expulsar el gas y el polvo del coma y al hacerlo agranda la cola. Se ha observado que las colas de iones se extienden una unidad astronómica (150 millones de km) o más.
Tanto el coma como la cola están iluminados por el Sol y pueden hacerse visibles cuando un cometa atraviesa el Sistema Solar interno, el polvo refleja la Luz del Sol directamente mientras los gases brillan por la ionización. La mayoría de los cometas son demasiado débiles para ser visibles sin la ayuda de un telescopio, pero unos pocos cada década se vuelven lo suficientemente brillantes como para ser visibles a simple vista. De vez en cuando, un cometa puede experimentar un estallido enorme y repentino de gas y polvo, durante el cual el tamaño del coma aumenta mucho durante un período de tiempo. Esto sucedió en 2007 al cometa Holmes.
En 1996, los cometas emitieron rayos X. Esto sorprendió enormemente a los astrónomos porque la emisión de rayos X generalmente se asocia con cuerpos de muy alta temperatura. Los rayos X son generados por la interacción entre los cometas y el viento solar: cuando los iones de viento solar altamente cargados vuelan a través de una atmósfera cometaria, colisionan con átomos y moléculas cometarios, "robando" uno o más electrones del átomo en un proceso llamado "intercambio de carga". Este intercambio o transferencia de un electrón al ion del viento solar es seguido por su de-excitación en el estado fundamental del ion por la emisión de rayos X y fotones ultravioletas lejanos.
Cruz
En el Sistema Solar exterior, los cometas permanecen congelados e inactivos y son extremadamente difíciles o imposibles de detectar desde la Tierra debido a su pequeño tamaño. Las detecciones estadísticas de núcleos de cometas inactivos en el cinturón de Kuiper se han informado a partir de observaciones realizadas por el Telescopio Espacial Hubble, pero estas detecciones han sido cuestionadas. A medida que un cometa se acerca al Sistema Solar interior, la radiación solar hace que los materiales volátiles del cometa se vaporicen y salgan del núcleo, llevándose consigo el polvo.
Las corrientes de polvo y gas forman cada una su propia cola distinta, apuntando en direcciones ligeramente diferentes. La cola de polvo queda atrás en la órbita del cometa de tal manera que a menudo forma una cola curva llamada tipo II o cola de polvo. Al mismo tiempo, la cola iónica o tipo I, hecha de gases, siempre apunta directamente lejos del Sol porque este gas se ve más fuertemente afectado por el viento solar que el polvo, siguiendo líneas de campo magnético en lugar de una trayectoria orbital. En ocasiones, como cuando la Tierra pasa a través del plano orbital de un cometa, se puede ver una cola que apunta en la dirección opuesta a la de iones y colas de polvo llamada antitail.
La observación de antitails contribuyó significativamente al descubrimiento del viento solar. La cola de iones se forma como resultado de la ionización por radiación solar ultravioleta de partículas en coma. Una vez que las partículas han sido ionizadas, alcanzan una carga eléctrica neta positiva, que a su vez da lugar a una "magnetosfera inducida" alrededor del cometa. El cometa y su campo magnético inducido forman un obstáculo para las partículas de viento solar que fluyen hacia el exterior. Debido a que la velocidad orbital relativa del cometa y el viento solar es supersónica, se forma un choque de proa corriente arriba del cometa en la dirección de flujo del viento solar. En este choque de proa, grandes concentraciones de iones cometarios (llamados "iones de captación") se congregan y actúan para "cargar" el campo magnético solar con plasma, de modo que las líneas de campo "caigan"
Si la carga de la cola de iones es suficiente, las líneas del campo magnético se comprimen juntas al punto donde, a cierta distancia a lo largo de la cola de iones, se produce la reconexión magnética. Esto conduce a un "evento de desconexión de la cola". Esto se ha observado en varias ocasiones, y un evento notable se registró el 20 de abril de 2007, cuando la cola de iones del cometa de Encke se cortó por completo mientras el cometa pasaba por una eyección de masa coronal. Este evento fue observado por la sonda espacial STEREO.
En 2013, los científicos de ESA informaron que la ionosfera del planeta Venus fluye hacia afuera de una manera similar a la cola de iones observada en un cometa en condiciones similares ".
Chorros
El calentamiento desigual puede hacer que los gases recién generados salgan de un punto débil en la superficie del núcleo del cometa, como un géiser. Estas corrientes de gas y polvo pueden hacer que el núcleo gire e incluso se separe. En 2010 se reveló que el hielo seco (dióxido de carbono congelado) puede impulsar chorros de material que fluyen del núcleo de un cometa. La imagen infrarroja de Hartley 2 muestra que tales chorros salen y llevan granos de polvo al coma.
Características orbitales
La mayoría de los cometas son pequeños cuerpos del Sistema Solar con órbitas elípticas alargadas que los llevan cerca del Sol en una parte de su órbita y luego hacia los confines del Sistema Solar para el resto. Los cometas a menudo se clasifican según la duración de sus períodos orbitales: cuanto más largo es el período, más alargada es la elipse.
Período corto
Los cometas periódicos o los cometas de período corto generalmente se definen como aquellos que tienen períodos orbitales de menos de 200 años. Por lo general, orbitan más o menos en el plano de la eclíptica en la misma dirección que los planetas. Sus órbitas normalmente los llevan a la región de los planetas exteriores (Júpiter y más allá) en afelio; por ejemplo, el afelio del cometa de Halley está un poco más allá de la órbita de Neptuno. Los cometas cuyos aphelia se encuentran cerca de la órbita de un gran planeta se llaman su "familia". Se cree que estas familias surgen del planeta capturando antiguos cometas de períodos largos en órbitas más cortas.
En el extremo del período orbital más corto, el cometa de Encke tiene una órbita que no alcanza la órbita de Júpiter, y se conoce como un cometa de tipo Encke . Los cometas de período corto con períodos orbitales de menos de 20 años y bajas inclinaciones (hasta 30 grados) a la eclíptica se llaman cometas tradicionales de la familia Júpiter (JFC). Aquellos como Halley, con períodos orbitales de entre 20 y 200 años e inclinaciones que se extienden desde cero hasta más de 90 grados, se llaman cometas de tipo Halley (HTC). A partir de 2017, solo se han observado 89 HTCs, en comparación con 557 JFC identificados.
Los cometas del cinturón principal recientemente descubiertos forman una clase distinta, que orbita en órbitas más circulares dentro del cinturón de asteroides.
Debido a que sus órbitas elípticas frecuentemente los llevan cerca de los planetas gigantes, los cometas están sujetos a más perturbaciones gravitacionales. Los cometas de período corto tienen una tendencia para que sus aféliatos coincidan con el semieje mayor de un planeta gigante, siendo los JFC el grupo más grande. Está claro que los cometas que llegan desde la nube de Oort a menudo tienen sus órbitas fuertemente influenciadas por la gravedad de los planetas gigantes como resultado de un encuentro cercano. Júpiter es la fuente de las mayores perturbaciones, siendo más del doble de masivo que todos los otros planetas combinados. Estas perturbaciones pueden desviar los cometas de período largo en períodos orbitales más cortos.
Según sus características orbitales, se cree que los cometas de período corto se originan en los centauros y en el cinturón de Kuiper / disco disperso, un disco de objetos en la región transneptuniana, mientras que la fuente de los cometas de período largo se cree que es la distancia Nube esférica más distante de Oort (según el astrónomo holandés Jan Hendrik Oort, quien supuso la hipótesis de su existencia). Se cree que vastos enjambres de cuerpos parecidos a cometas orbitan al Sol en estas regiones distantes en órbitas aproximadamente circulares. Ocasionalmente, la influencia gravitatoria de los planetas exteriores (en el caso de objetos del cinturón de Kuiper) o estrellas cercanas (en el caso de los objetos nubosos de Oort) puede arrojar uno de estos cuerpos a una órbita elíptica que lo lleve hacia el interior del Sol para formar un cometa. A diferencia del retorno de los cometas periódicos, cuyas órbitas han sido establecidas por observaciones previas,
Período largo
Los cometas de período largo tienen órbitas altamente excéntricas y períodos que van desde 200 años hasta miles de años. Una excentricidad mayor a 1 cuando se está cerca del perihelio no necesariamente significa que un cometa saldrá del Sistema Solar. Por ejemplo, el cometa McNaught tenía una excentricidad de osculación heliocéntrica de 1.000019 cerca de su época de paso de perihelio en enero de 2007, pero está ligada al Sol con una órbita de aproximadamente 92.600 años porque la excentricidad cae por debajo de 1 a medida que se aleja del Sol. La órbita futura de un cometa de período largo se obtiene adecuadamente cuando la órbita de osculación se calcula en una época después de abandonar la región planetaria y se calcula con respecto al centro de masa del Sistema Solar. Por definición, los cometas de período largo permanecen gravitacionalmente ligados al Sol; aquellos cometas que son expulsados del Sistema Solar debido a pases cercanos por planetas mayores ya no son considerados como tener "períodos". Las órbitas de los cometas de período largo los llevan más allá de los planetas exteriores en aphelia, y el plano de sus órbitas no necesita estar cerca de la eclíptica. Los cometas de periodo largo como Comet West y C / 1999 F1 pueden tener distancias de afelio de casi 70,000 UA con períodos orbitales estimados en alrededor de 6 millones de años.
Los cometas de una sola aparición o no periódicos son similares a los cometas de período largo porque también tienen trayectorias parabólicas o ligeramente hiperbólicas cuando están cerca del perihelio en el Sistema Solar interno. Sin embargo, las perturbaciones gravitacionales de los planetas gigantes hacen que cambien sus órbitas. Los cometas de una sola aparición tienen una órbita osculadora hiperbólica o parabólica que les permite salir permanentemente del Sistema Solar después de un solo paso del Sol. La esfera de la Colina del Sol tiene un límite máximo inestable de 230,000 UA (1,1 parsecs (3,6 años luz)). Solo unos pocos cientos de cometas alcanzaron una órbita hiperbólica (e> 1) cuando estaban cerca del perihelio, y el uso de un mejor ajuste heliocéntrico no perturbado de dos cuerpos sugiere que pueden escapar del Sistema Solar.
No se han observado cometas con una excentricidad significativamente mayor que uno, por lo que no hay observaciones confirmadas de cometas que probablemente se hayan originado fuera del Sistema Solar. El Cometa C / 1980 E1 tuvo un período orbital de aproximadamente 7.1 millones de años antes del pasaje del perihelio de 1982, pero un encuentro en 1980 con Júpiter aceleró al cometa dándole la mayor excentricidad (1.057) de cualquier cometa hiperbólico conocido. Los cometas que no se espera que regresen al Sistema Solar interior incluyen C / 1980 E1, C / 2000 U5, C / 2001 Q4 (NEAT), C / 2009 R1, C / 1956 R1 y C / 2007 F1 (LONEOS).
Algunas autoridades usan el término "cometa periódico" para referirse a cualquier cometa con una órbita periódica (es decir, todos los cometas de período corto más todos los cometas de período largo), mientras que otros lo usan para referirse exclusivamente a los cometas de período corto. De manera similar, aunque el significado literal de "cometa no periódico" es lo mismo que "cometa de aparición simple", algunos lo usan para referirse a todos los cometas que no son "periódicos" en el segundo sentido (es decir, para incluir también todos los cometas). con un período de más de 200 años).
Las primeras observaciones han revelado algunas trayectorias genuinamente hiperbólicas (es decir, no periódicas), pero no más de lo que podrían ser explicadas por las perturbaciones de Júpiter. Si los cometas penetraran en el espacio interestelar, se estarían moviendo con velocidades del mismo orden que las velocidades relativas de las estrellas cercanas al Sol (algunas decenas de kilómetros por segundo). Si tales objetos ingresaran al Sistema Solar, tendrían energía orbital específica positiva y se observaría que tienen trayectorias genuinamente hiperbólicas. Un cálculo aproximado muestra que podría haber cuatro cometas hiperbólicos por siglo dentro de la órbita de Júpiter, dar o tomar uno y tal vez dos órdenes de magnitud.
| Año | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 | 2012 | 2013 | 2014 | 2015 | 2016 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Número | 12 | 7 | 8 | 4 | 13 | 10 | dieciséis | 10 | 15 | 4 |
Nube de Oort y nube de colinas
Se cree que la nube de Oort ocupa un vasto espacio que comienza entre 2,000 y 5,000 UA (0.03 y 0.08 ly) hasta 50,000 UA (0.79 ly) del Sol. Algunas estimaciones sitúan el borde exterior entre 100.000 y 200.000 UA (1.58 y 3.16 ly). La región se puede subdividir en una nube exterior esférica de Oort de 20,000-50,000 AU (0.32-0.79 ly), y una nube interna en forma de rosquilla, la nube Hills, de 2,000-20,000 AU (0.03-0.32 ly). La nube exterior está unida débilmente al Sol y suministra los cometas de período largo (y posiblemente de tipo Halley) que caen dentro de la órbita de Neptuno. La nube interna de Oort también se conoce como la nube Hills, llamada así por JG Hills, quien propuso su existencia en 1981. Los modelos predicen que la nube interna debería tener decenas o cientos de veces tantos núcleos cometarios como el halo externo; se ve como una posible fuente de cometas nuevos que reabastecen la nube externa relativamente tenue a medida que los números de estos últimos se agotan gradualmente. La nube de Hills explica la existencia continuada de la nube de Oort después de miles de millones de años.
Exocomets
Los Exocomets más allá del Sistema Solar también se han detectado y pueden ser comunes en la Vía Láctea. El primer sistema exocomet detectado fue alrededor de Beta Pictoris, una estrella muy joven de secuencia principal de tipo A, en 1987. Un total de 10 de estos sistemas exocomet han sido identificados a partir de 2013, utilizando el espectro de absorción causado por las grandes nubes de gas emitidas. por cometas cuando pasan cerca de su estrella.
Efectos de los cometas
Conexión a las lluvias de meteoritos
Como resultado de la desgasificación, los cometas dejan a su paso un rastro de restos sólidos demasiado grandes para ser arrastrados por la presión de la radiación y el viento solar. Si la órbita de la Tierra lo envía a través de los escombros, es probable que haya lluvias de meteoritos a medida que la Tierra atraviesa. La lluvia de meteoros Perseidas, por ejemplo, ocurre todos los años entre el 9 y el 13 de agosto, cuando la Tierra pasa a través de la órbita del cometa Swift-Tuttle. Halley's Comet es la fuente de la lluvia de Oriónidos en octubre.
Cometas e impacto en la vida
Muchos cometas y asteroides colisionaron con la Tierra en sus primeras etapas. Muchos científicos piensan que los cometas que bombardean a la joven Tierra hace unos 4.000 millones de años trajeron las enormes cantidades de agua que ahora llenan los océanos de la Tierra, o al menos una parte importante de ella. Otros han arrojado dudas sobre esta idea. La detección de moléculas orgánicas, incluyendo hidrocarburos aromáticos policíclicos, en cantidades significativas en los cometas ha llevado a la especulación de que los cometas o los meteoritos pueden haber traído los precursores de la vida, o incluso la vida misma, a la Tierra. En 2013 se sugirió que los impactos entre las superficies rocosas y heladas, como los cometas, tenían el potencial de crear los aminoácidos que componen las proteínas a través de la síntesis de choque. En 2015, los científicos encontraron cantidades significativas de oxígeno molecular en los gases de salida del cometa 67P,
Se sospecha que los impactos de los cometas, en escalas de tiempo prolongadas, también entregaron cantidades significativas de agua a la Luna de la Tierra, algunas de las cuales pudieron haber sobrevivido como hielo lunar. Se cree que los impactos de cometas y meteoroides también son responsables de la existencia de tectitas y australitas.
Miedo a los cometas
El temor a los cometas como actos de Dios y las señales de una condena inminente fue más elevado en Europa desde el 1200 dC hasta 1650. El año posterior al Gran Cometa de 1618, por ejemplo, Gotthard Arthusius publicó un panfleto que decía que era una señal de que el Día del Juicio estuvo cerca. Hizo una lista de diez páginas de desastres relacionados con los cometas, incluidos "terremotos, inundaciones, cambios en cursos fluviales, tormentas de granizo, clima cálido y seco, malas cosechas, epidemias, guerra y traición y precios elevados". Para el año 1700, la mayoría de los estudiosos concluyeron que tales eventos ocurrían independientemente de si se veía un cometa o no. Usando los registros de Edmund Halley de avistamientos de cometas, sin embargo, William Whiston en 1711 escribió que el Gran cometa de 1680 tenía una periodicidad de 574 años y fue responsable de la inundación mundial en el Libro del Génesis, vertiendo agua en la Tierra.
El destino de los cometas
Salida (eyección) del Sistema Solar
Si un cometa viaja lo suficientemente rápido, puede salir del Sistema Solar. Tales cometas siguen el camino abierto de una hipérbola, y como tales se llaman cometas hiperbólicos. Hasta la fecha, solo se sabe que los cometas son expulsados al interactuar con otro objeto en el Sistema Solar, como Júpiter. Se cree que un ejemplo de esto es el Cometa C / 1980 E1, que se desplazó desde una órbita pronosticada de 7,1 millones de años alrededor del Sol, a una trayectoria hiperbólica, después de un paso cercano de 1980 por el planeta Júpiter.
Volatiles agotados
Los cometas de la familia Júpiter y los cometas de período largo parecen seguir leyes de desvanecimiento muy diferentes. Los JFC están activos durante toda una vida de aproximadamente 10,000 años o ~ 1,000 órbitas mientras que los cometas de período largo se desvanecen mucho más rápido. Solo el 10% de los cometas de período largo sobrevive a más de 50 pasajes a perihelio pequeño y solo el 1% de ellos sobrevive a más de 2,000 pasajes. Eventualmente, la mayor parte del material volátil contenido en el núcleo de un cometa se evapora, y el cometa se convierte en una masa pequeña, oscura e inerte de roca o escombros que puede parecerse a un asteroide. Algunos asteroides en órbitas elípticas ahora se identifican como cometas extintos. Aproximadamente el seis por ciento de los asteroides cercanos a la Tierra se piensa que son núcleos de cometas extinguidos.
Desintegración y colisiones
El núcleo de algunos cometas puede ser frágil, una conclusión respaldada por la observación de cometas que se separan. Una interrupción cometaria significativa fue la del cometa Shoemaker-Levy 9, que se descubrió en 1993. Un encuentro cercano en julio de 1992 la rompió en pedazos, y durante un período de seis días en julio de 1994, estas piezas cayeron en la atmósfera de Júpiter: el La primera vez que los astrónomos observaron una colisión entre dos objetos en el Sistema Solar. Otros cometas que se dividen incluyen 3D / Biela en 1846 y 73P / Schwassmann-Wachmann de 1995 a 2006. El historiador griego Ephorus informó que un cometa se separó en el invierno de 372-373 aC. Se sospecha que los cometas se rompen debido a estrés térmico, presión de gas interna o impacto.
Los cometas 42P / Neujmin y 53P / Van Biesbroeck parecen ser fragmentos de un cometa principal. Las integraciones numéricas han demostrado que ambos cometas tuvieron un acercamiento bastante cercano a Júpiter en enero de 1850, y que, antes de 1850, las dos órbitas eran casi idénticas.
Se ha observado que algunos cometas se rompen durante el paso del perihelio, incluidos los grandes cometas West e Ikeya-Seki. El cometa Biela fue un ejemplo significativo, cuando se rompió en dos pedazos durante su paso por el perihelio en 1846. Estos dos cometas se vieron por separado en 1852, pero nunca más después. En cambio, se vieron espectaculares lluvias de meteoritos en 1872 y 1885 cuando el cometa debería haber sido visible. Una pequeña lluvia de meteoritos, los andromedidos, se produce anualmente en noviembre, y se produce cuando la Tierra cruza la órbita del cometa Biela.
Algunos cometas cumplen un fin más espectacular: caer al Sol o estrellarse contra un planeta u otro cuerpo. Las colisiones entre los cometas y los planetas o las lunas eran comunes en el Sistema Solar temprano: algunos de los muchos cráteres en la Luna, por ejemplo, pueden haber sido causados por cometas. Una colisión reciente de un cometa con un planeta ocurrió en julio de 1994 cuando el cometa Shoemaker-Levy 9 se rompió en pedazos y colisionó con Júpiter.
Nomenclatura
Los nombres dados a los cometas han seguido varias convenciones diferentes durante los últimos dos siglos. Antes de principios del siglo XX, la mayoría de los cometas simplemente se referían al año en que aparecían, a veces con adjetivos adicionales para cometas particularmente brillantes; así, el "Gran Cometa de 1680", el "Gran Cometa de 1882" y el "Gran Cometa de enero de 1910".
Después de que Edmund Halley demostró que los cometas de 1531, 1607 y 1682 eran el mismo cuerpo y predijo con éxito su regreso en 1759 al calcular su órbita, ese cometa se hizo conocido como el cometa de Halley. De manera similar, el segundo y tercer cometas periódicos conocidos, el cometa de Encke y el cometa de Biela, fueron nombrados en honor a los astrónomos que calcularon sus órbitas en lugar de sus descubridores originales. Más tarde, los cometas periódicos fueron nombrados generalmente después de sus descubridores, pero los cometas que habían aparecido solo una vez continuaron siendo referidos por el año de su aparición.
A principios del siglo XX, la convención de nombrar cometas después de que sus descubridores se hicieran comunes, y esto sigue siéndolo hoy en día. Un cometa puede nombrarse después de sus descubridores, o un instrumento o programa que ayudó a encontrarlo.
Historia del estudio
Primeras observaciones y pensamiento
Desde fuentes antiguas, como los huesos del oráculo chino, se sabe que los cometas han sido notados por los humanos durante miles de años. Hasta el siglo XVI, los cometas generalmente se consideraban malos augurios de muertes de reyes o hombres nobles, o catástrofes venideras, o incluso se interpretaban como ataques de seres celestiales contra habitantes terrestres.
Aristóteles creía que los cometas eran fenómenos atmosféricos, debido a que podían aparecer fuera del zodíaco y variar en brillo en el transcurso de unos pocos días. Plinio el Viejo creía que los cometas estaban relacionados con la agitación política y la muerte.
En la India, en el siglo VI los astrónomos creían que los cometas eran cuerpos celestes que reaparecían periódicamente. Esta fue la opinión expresada en el siglo VI por los astrónomos Varāhamihira y Bhadrabahu, y el astrónomo del siglo X Bhaṭṭotpala enumeró los nombres y los períodos estimados de ciertos cometas, pero no se sabe cómo se calcularon estas cifras ni qué tan precisas fueron.
En el siglo XVI, Tycho Brahe demostró que los cometas deben existir fuera de la atmósfera de la Tierra midiendo la paralaje del Gran Cometa de 1577 a partir de observaciones recopiladas por observadores geográficamente separados. Dentro de la precisión de las mediciones, esto implicaba que el cometa debe estar al menos cuatro veces más distante que de la Tierra a la Luna.
Estudios orbitales
Isaac Newton, en su Principia Mathematica de 1687, demostró que un objeto que se mueve bajo la influencia de la gravedad debe trazar una órbita con forma de una de las secciones cónicas, y demostró cómo encajar el camino de un cometa a través del cielo hacia una órbita parabólica. usando el cometa de 1680 como ejemplo.
En 1705, Edmond Halley (1656-1742) aplicó el método de Newton a veintitrés apariciones de cometas que ocurrieron entre 1337 y 1698. Señaló que tres de estos, los cometas de 1531, 1607 y 1682, tenían elementos orbitales muy similares, y además pudo explicar las leves diferencias en sus órbitas en términos de perturbación gravitacional causada por Júpiter y Saturno. Confiando en que estas tres apariciones hayan sido tres apariciones del mismo cometa, predijo que aparecería nuevamente en 1758-9. La fecha prevista de regreso de Halley fue luego refinada por un equipo de tres matemáticos franceses: Alexis Clairaut, Joseph Lalande y Nicole-Reine Lepaute, quienes predijeron la fecha del perihelio 1759 del cometa con un mes de precisión. Cuando el cometa regresó como se había predicho, se lo conoció como Halley ' s Comet (con la designación de 1P / Halley de los últimos días). Aparecerá a continuación en 2061.
Estudios de características físicas
Desde su enorme tren de vapor, tal vez para sacudir la
humedad revitalizante en los numerosos orbes,
Thro 'que sus largos puntos suspensivos serpentean; quizás
para dar nuevo combustible a los soles en declive,
para iluminar mundos y alimentar el fuego etéreo.
humedad revitalizante en los numerosos orbes,
Thro 'que sus largos puntos suspensivos serpentean; quizás
para dar nuevo combustible a los soles en declive,
para iluminar mundos y alimentar el fuego etéreo.
James Thomson The Seasons (1730; 1748)
Isaac Newton describió los cometas como cuerpos sólidos compactos y duraderos que se mueven en órbita oblicua y sus colas como finas corrientes de vapor emitidas por sus núcleos, encendidas o calentadas por el sol. Newton sospechaba que los cometas eran el origen del componente vital del aire.
Ya en el siglo XVIII, algunos científicos habían formulado hipótesis correctas sobre la composición física de los cometas. En 1755, Immanuel Kanthypothesized que los cometas se componen de alguna sustancia volátil, cuya vaporización da lugar a sus pantallas brillantes cerca del perihelio. En 1836, el matemático alemán Friedrich Wilhelm Bessel, después de observar corrientes de vapor durante la aparición del cometa de Halley en 1835, propuso que las fuerzas del material de evaporación podrían ser lo suficientemente grandes como para alterar significativamente la órbita de un cometa, y argumentó que el no los movimientos gravitacionales del cometa de Encke fueron el resultado de este fenómeno.
En 1950, Fred Lawrence Whipple propuso que, en lugar de ser objetos rocosos que contenían algo de hielo, los cometas eran objetos helados que contenían algo de polvo y roca. Esta modelo de "bola de nieve sucia" pronto fue aceptada y parecía respaldada por las observaciones de una armada de naves espaciales (incluida la sonda Giotto de la Agencia Espacial Europea y Vega 1 y Vega 2 de la Unión Soviética ) que voló a través del coma del cometa Halley en 1986 , fotografió el núcleo y observó chorros de material de evaporación.
El 22 de enero de 2014, los científicos de la ESA informaron la detección, por primera vez definitiva, de vapor de agua en el planeta enano Ceres, el objeto más grande en el cinturón de asteroides. La detección se realizó utilizando las capacidades de infrarrojo lejano del Observatorio Espacial Herschel. El hallazgo es inesperado porque los cometas, no los asteroides, suelen considerarse "brotes de chorros y penachos". Según uno de los científicos, "las líneas se vuelven cada vez más borrosas entre los cometas y los asteroides". El 11 de agosto de 2014, los astrónomos publicaron estudios, utilizando el Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA) por primera vez, que detallaba la distribución de HCN, HNC, H
2 CO
2 CO
Misiones de naves espaciales
- La Armada Halley describe la colección de misiones de naves espaciales que visitaron y / o hicieron observaciones del perihelio Halley's Comet 1980's.
- Impacto profundo . El debate continúa sobre la cantidad de hielo en un cometa. En 2001, la nave espacial Deep Space 1 obtuvo imágenes de alta resolución de la superficie del cometa Borrelly. Se descubrió que la superficie del cometa Borrelly es cálida y seca, con una temperatura entre 26 y 71 ° C (79 a 160 ° F) y extremadamente oscura, lo que sugiere que el hielo ha sido eliminado por calentamiento solar y maduración, o está oculto por el material hollín que cubre a Borrelly. En julio de 2005, Deep Impact sonda lanzó un cráter en Cometa Tempel 1 para estudiar su interior. La misión arrojó resultados que sugieren que la mayoría del hielo de agua de un cometa está debajo de la superficie y que estos reservorios alimentan los chorros de agua vaporizada que forman el coma de Tempel 1. Renovó EPOXI, hizo un sobrevuelo del Cometa Hartley 2 el 4 de noviembre de 2010 .
- Stardust . Los datos de la misión Stardust muestran que los materiales recuperados de la cola de Wild 2 eran cristalinos y solo podían haber "nacido en el fuego" a temperaturas extremadamente altas de más de 1.000 ° C (1.830 ° F). Aunque los cometas se formaron en el Sistema Solar exterior, se cree que la mezcla radial del material durante la formación temprana del Sistema Solar ha redistribuido material por todo el disco proto-planetario. Como resultado, los cometas también contienen granos cristalinos que se formaron en el Sistema Solar interior temprano y caliente. Esto se ve en espectros de cometas y en misiones de retorno de muestras. Más reciente aún, los materiales recuperados demuestran que el "polvo del cometa se asemeja a los materiales del asteroide".
- Rosetta . La sonda Rosetta orbitaba al cometa Churyumov-Gerasimenko. El 12 de noviembre de 2014, su módulo de aterrizaje Philae aterrizó con éxito en la superficie del cometa, la primera vez que una nave espacial ha aterrizado en un objeto de este tipo en la historia.
Grandes cometas
Aproximadamente una vez por década, un cometa se vuelve lo suficientemente brillante como para ser observado por un observador casual, lo que hace que dichos cometas sean designados como grandes cometas. Predecir si un cometa se convertirá en un gran cometa es notoriamente difícil, ya que muchos factores pueden causar que el brillo de un cometa se desvíe drásticamente de las predicciones. Hablando en términos generales, si un cometa tiene un núcleo grande y activo, pasará cerca del Sol y no se oscurecerá con el Sol visto desde la Tierra cuando esté más brillante, tiene la posibilidad de convertirse en un gran cometa. Sin embargo, el cometa Kohoutek en 1973 cumplió con todos los criterios y se esperaba que se volviera espectacular, pero no lo hizo. Comet West, que apareció tres años más tarde, tenía expectativas mucho más bajas, pero se convirtió en un cometa extremadamente impresionante.
A finales del siglo XX se produjo una gran brecha sin la aparición de ningún gran cometa, seguido de la llegada de dos en rápida sucesión: Comet Hyakutake en 1996, seguido de Hale-Bopp, que alcanzó el brillo máximo en 1997 después de haber sido descubierto dos años antes. El primer gran cometa del siglo XXI fue C / 2006 P1 (McNaught), que se hizo visible a simple vista en enero de 2007. Fue el más brillante en más de 40 años.
Cometas Sungrazing
Un cometa sungrazing es un cometa que pasa extremadamente cerca del Sol en el perihelio, generalmente a unos pocos millones de kilómetros. Aunque los pequeños rayos solares se pueden evaporar completamente durante un acercamiento tan cercano al Sol, los enanos más grandes pueden sobrevivir a muchos pasajes de perihelio. Sin embargo, las fuertes fuerzas de marea que experimentan a menudo conducen a su fragmentación.
Alrededor del 90% de los sungrazers observados con SOHO son miembros del grupo Kreutz, que todos se originan a partir de un cometa gigante que se separó en muchos cometas más pequeños durante su primer paso a través del Sistema Solar interior. El resto contiene algunos estimulantes solares esporádicos, pero se han identificado otros cuatro grupos de cometas relacionados entre ellos: los grupos Kracht, Kracht 2a, Marsden y Meyer. Los grupos Marsden y Kracht parecen estar relacionados con el Cometa 96P / Machholz, que también es el padre de dos corrientes de meteoritos, los Cuadrántidos y los Arietids.
Cometas inusuales
De los miles de cometas conocidos, algunos exhiben propiedades inusuales. El cometa Encke (2P / Encke) orbita desde fuera del cinturón de asteroides hasta justo dentro de la órbita del planeta Mercury, mientras que el Comet 29P / Schwassmann-Wachmann actualmente viaja en una órbita casi circular completamente entre las órbitas de Júpiter y Saturno. 2060 Quirón, cuya órbita inestable se encuentra entre Saturno y Urano, se clasificó originalmente como un asteroide hasta que se notó un coma débil. Del mismo modo, el cometa Shoemaker-Levy 2 fue originalmente designado como asteroide 1990 UL 3 . (Ver también Destino de los cometas, arriba)
Centauros
Los centauros generalmente se comportan con características de asteroides y cometas. Los centauros se pueden clasificar como cometas como 60558 Echeclus y 166P / NEAT. 166P / NEAT fue descubierto mientras exhibía un coma, por lo que se clasifica como un cometa a pesar de su órbita, y 60558 Echeclus fue descubierto sin un coma pero luego se volvió activo, y luego fue clasificado como cometa y asteroide (174P / Echeclus) ) Un plan para Cassini consistía en enviarlo a un centauro, pero la NASA decidió destruirlo en su lugar.
Observación
Un cometa se puede descubrir fotográficamente utilizando un telescopio de campo amplio o visualmente con binoculares. Sin embargo, incluso sin acceso a equipos ópticos, aún es posible que el astrónomo aficionado descubra un cometa de pastoreo en línea descargando imágenes acumuladas por algunos observatorios de satélites como SOHO. El cometa 2000 de SOHO fue descubierto por el astrónomo aficionado polaco Michał Kusiak el 26 de diciembre de 2010 y los dos descubridores de Hale-Bopp utilizaron equipos de aficionados (aunque Hale no era un aficionado).
Perdido
Varios cometas periódicos descubiertos en décadas anteriores o en siglos anteriores ahora son cometas perdidos. Sus órbitas nunca se conocieron lo suficiente como para predecir futuras apariciones o los cometas se han desintegrado. Sin embargo, ocasionalmente se descubre un cometa "nuevo", y el cálculo de su órbita muestra que se trata de un antiguo cometa "perdido". Un ejemplo es el cometa 11P / Tempel-Swift-LINEAR, descubierto en 1869 pero no observable después de 1908 debido a las perturbaciones de Júpiter. No se volvió a encontrar hasta que accidentalmente fue redescubierto por LINEAR en 2001. Hay al menos 18 cometas que se ajustan a esta categoría.
Galería
Cometa C / 2006 P1 (McNaught) tomada de Victoria, Australia 2007
El Gran Cometa de 1882 es miembro del grupo Kreutz
Gran Cometa 1861
Cometa Hyakutake (rayos X, satélite ROSAT)
"Asteroide activo" 311P / PANSTARRS con varias colas
Comet Siding Spring (Hubble, 11 de marzo de 2014)
Mosaico de 20 cometas descubierto por el telescopio espacial WISE
NEOWISE - primeros cuatro años de datos a partir de diciembre de 2013
C / 2011 W3 (Lovejoy) se dirige hacia el sol
Vista desde el impactador en sus últimos momentos antes de golpear el Cometa Tempel 1 durante la misión Deep Impact
En la cultura popular
La representación de los cometas en la cultura popular está firmemente enraizada en la larga tradición occidental de ver a los cometas como precursores de la fatalidad y como presagios de un cambio que altera el mundo. El cometa Halley solo ha causado una gran cantidad de publicaciones sensacionalistas de todo tipo en cada una de sus reapariciones. Se notó especialmente que el nacimiento y la muerte de algunas personas notables coincidieron con apariciones separadas del cometa, como con los escritores Mark Twain (que correctamente especularon que "saldría con el cometa" en 1910) y Eudora Welty, a cuya vida Mary Chapin Carpenterdedicated la canción "Halley Came to Jackson".
En el pasado, los cometas brillantes a menudo inspiraban pánico e histeria en la población en general, y se los consideraba como malos presagios. Más recientemente, durante el paso del Cometa de Halley en 1910, la Tierra pasó por la cola del cometa y los informes erróneos de los periódicos inspiraron el temor de que el cianógeno en la cola envenenara a millones, mientras que la aparición del cometa Hale-Bopp en 1997 desencadenó el suicidio masivo. del culto de la Puerta del Cielo.
En ciencia ficción, el impacto de los cometas ha sido representado como una amenaza superada por la tecnología y el heroísmo (como en las películas de 1998 Deep Impact y Armageddon ), o como un desencadenante del apocalipsis mundial ( Lucifer's Hammer , 1979) o zombies ( Night of the Comet , 1984). En Off on a Comet, de Julio Verne, un grupo de personas está varado en un cometa que orbita al Sol, mientras que una gran expedición espacial tripulada visita el cometa de Halley en la novela de Sir Arthur C. Clarke 2061: Odisea tres .
Obtenido de: https://en.wikipedia.org/wiki/Comet