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Cometa Hale-Bopp

El cometa Hale–Bopp (formalmente designado C/1995 O1 ) es un cometa de período largo que fue uno de los más observados del siglo XX y uno de los más brillantes vistos en muchas décadas. [ cita requerida ]

Alan Hale y Thomas Bopp descubrieron el cometa Hale–Bopp por separado el 23 de julio de 1995, antes de que fuera visible a simple vista . Es difícil predecir con algún grado de certeza el brillo máximo de los nuevos cometas, pero Hale–Bopp superó la mayoría de las predicciones cuando pasó el perihelio el 1 de abril de 1997, alcanzando una magnitud de aproximadamente -1,8. Fue visible a simple vista durante un récord de 18 meses, debido al enorme tamaño de su núcleo. Esto es el doble de tiempo que el Gran Cometa de 1811 , el poseedor del récord anterior. En consecuencia, Hale–Bopp fue apodado el Gran Cometa de 1997 .

Descubrimiento

El cometa fue descubierto independientemente el 23 de julio de 1995 por dos observadores, Alan Hale y Thomas Bopp , ambos en Estados Unidos. [8]

Hale había pasado cientos de horas buscando cometas sin éxito, y estaba rastreando cometas conocidos desde la entrada de su casa en Nuevo México cuando se topó con Hale-Bopp justo después de medianoche. El cometa tenía una magnitud aparente de 10,5 y se encontraba cerca del cúmulo globular M70 en la constelación de Sagitario . [9] [10] Hale primero estableció que no había ningún otro objeto de cielo profundo cerca de M70, y luego consultó un directorio de cometas conocidos, encontrando que no se sabía que ninguno estuviera en esta área del cielo. Una vez que hubo establecido que el objeto se movía en relación con las estrellas de fondo, envió un correo electrónico a la Oficina Central de Telegramas Astronómicos , el centro de intercambio de descubrimientos astronómicos. [11]

Bopp no ​​tenía telescopio . Estaba con unos amigos cerca de Stanfield, Arizona , observando cúmulos estelares y galaxias cuando se topó por casualidad con el cometa mientras estaba en el ocular del telescopio de su amigo. Se dio cuenta de que podría haber descubierto algo nuevo cuando, como Hale, revisó sus mapas estelares para determinar si se sabía que había otros objetos del cielo profundo cerca de M70 y no encontró ninguno. Alertó a la Oficina Central de Telegramas Astronómicos a través de un telegrama de Western Union . Brian G. Marsden , que había dirigido la oficina desde 1968, se rió: "Nadie envía telegramas más. Quiero decir, cuando llegó ese telegrama, Alan Hale ya nos había enviado tres correos electrónicos con las coordenadas actualizadas". [12]

A la mañana siguiente se confirmó que se trataba de un cometa nuevo y se le dio la designación C/1995 O1. El descubrimiento fue anunciado en la circular 6187 de la Unión Astronómica Internacional. [9] [13]

Observación temprana

La posición orbital del Hale–Bopp se calculó como 7,2  unidades astronómicas (UA) del Sol, lo que lo coloca entre Júpiter y Saturno y, con mucho, la mayor distancia de la Tierra a la que un cometa ha sido descubierto por aficionados. [5] [14] La mayoría de los cometas a esta distancia son extremadamente débiles y no muestran actividad discernible, pero el Hale–Bopp ya tenía una coma observable . [9] Se encontró que una imagen previa a la recuperación tomada con el Telescopio Schmidt del Reino Unido en 1993 mostraba al cometa, entonces inadvertido, a unas 13 UA del Sol, [15] una distancia a la que la mayoría de los cometas son esencialmente inobservables. ( El cometa Halley era más de 100 veces más débil a la misma distancia del Sol). [16] Los análisis posteriores indicaron que su núcleo cometario tenía un diámetro de 60 ± 20 kilómetros, aproximadamente seis veces el tamaño del cometa Halley . [1] [17]

Su gran distancia y sorprendente actividad indicaban que el cometa Hale–Bopp podría volverse muy brillante cuando alcanzara el perihelio en 1997. Sin embargo, los científicos que estudian cometas se mostraban cautelosos: los cometas pueden ser extremadamente impredecibles y muchos tienen grandes explosiones a grandes distancias para luego disminuir su brillo. El cometa Kohoutek, en 1973, había sido considerado el "cometa del siglo" y resultó ser poco espectacular. [11]

Perihelio

El cometa se convirtió en un espectáculo espectacular a principios de 1997.
Mapa estelar de la trayectoria con el movimiento de 14 días marcado

El Hale-Bopp se hizo visible a simple vista en mayo de 1996 y, aunque su velocidad de aumento de brillo se redujo considerablemente durante la segunda mitad de ese año, [18] los científicos seguían siendo cautelosamente optimistas respecto de que llegaría a ser muy brillante. Estaba demasiado alineado con el Sol como para ser observable durante diciembre de 1996, pero cuando reapareció en enero de 1997 ya era lo suficientemente brillante como para ser visto por cualquiera que lo buscara, incluso desde grandes ciudades con cielos contaminados por la luz . [19]

Internet era un fenómeno en auge en aquella época y se hicieron muy populares numerosos sitios web que seguían el avance del cometa y ofrecían imágenes diarias de todo el mundo. Internet desempeñó un papel importante a la hora de fomentar el interés público sin precedentes por el cometa Hale–Bopp. [20]

A medida que el cometa se acercaba al Sol, continuó brillando, alcanzando una magnitud de 2 en febrero y mostrando un par de colas cada vez más grandes , la cola de gas azul apuntando directamente hacia afuera del Sol y la cola de polvo amarillento curvándose a lo largo de su órbita. El 9 de marzo, un eclipse solar en China, Mongolia y Siberia oriental permitió a los observadores ver el cometa durante el día. [21] El Hale-Bopp tuvo su aproximación más cercana a la Tierra el 22 de marzo de 1997, a una distancia de 1,315  ua . [22]

El 1 de abril de 1997, cuando pasó por el perihelio, el cometa se convirtió en un espectáculo espectacular. Brilló más que cualquier estrella del cielo, excepto Sirio , y su cola de polvo se extendió entre 40 y 45 grados por el cielo. [23] [24] El cometa era visible mucho antes de que el cielo se oscureciera por completo cada noche y, aunque muchos grandes cometas están muy cerca del Sol cuando pasan por el perihelio, el cometa Hale–Bopp fue visible toda la noche para los observadores del hemisferio norte . [25]

Después del perihelio

Después de su paso por el perihelio, el cometa se trasladó al hemisferio sur celeste . El cometa fue mucho menos impresionante para los observadores del hemisferio sur de lo que había sido en el hemisferio norte, pero los sureños pudieron ver cómo el cometa se desvanecía gradualmente de la vista durante la segunda mitad de 1997. Las últimas observaciones a simple vista se informaron en diciembre de 1997, lo que significa que el cometa había permanecido visible sin ayuda durante 569 días, o aproximadamente 18+1 ⁄ 2 meses. [18] El récord anterior lo había establecido el Gran Cometa de 1811 , que fue visible a simple vista durante unos 9 meses. [18]

El cometa continuó desvaneciéndose a medida que se alejaba, pero los astrónomos aún lo seguían rastreando. En octubre de 2007, 10 años después del perihelio y a una distancia de 25,7 ua del Sol, el cometa todavía estaba activo, como lo indica la detección de la coma impulsada por el CO. [26] Las imágenes del Observatorio Espacial Herschel tomadas en 2010 sugieren que el cometa Hale-Bopp está cubierto por una nueva capa de escarcha. [27] Hale-Bopp fue detectado nuevamente en diciembre de 2010 cuando estaba a 30,7 ua del Sol, [28] y en 2012, a 33,2 ua del Sol. [29] El Telescopio Espacial James Webb observó a Hale-Bopp en 2022, cuando estaba a 46,2 ua del Sol. [30]

Cambios orbitales

El Hale-Bopp en el perihelio el 1 de abril de 1997
Animación de la órbita de Hale-Bopp
   Hale–Bopp  ·   Mercurio  ·   Venus   ·   Tierra  ·   Marte   ·   Júpiter

El cometa probablemente alcanzó su perihelio anterior hace aproximadamente 4200 años, [31] aproximadamente en el año 2215 a. C. [6] El acercamiento más cercano estimado a la Tierra fue de 1,4 ua, y pudo haber sido observado en el antiguo Egipto durante el reinado de la sexta dinastía del faraón Pepi II (reinado: 2247 - c. 2216 a. C.). La pirámide de Pepi en Saqqara contiene un texto que hace referencia a una "estrella nhh" como compañera del faraón en los cielos, donde " nhh " es el jeroglífico para el cabello largo. [32]

El Hale–Bopp pudo haber tenido una colisión cercana con Júpiter en 2215 a. C., lo que probablemente causó un cambio dramático en su órbita, y 2215 a. C. puede haber sido su primer paso a través del Sistema Solar interior desde la nube de Oort . [6] La órbita actual del cometa es casi perpendicular al plano de la eclíptica , por lo que las aproximaciones más cercanas a los planetas serán raras. Sin embargo, en abril de 1996 el cometa pasó a 0,77 ua de Júpiter , lo suficientemente cerca para que su órbita se viera afectada mensurablemente por la gravedad del planeta . [31] La órbita del cometa se acortó considerablemente a un período de aproximadamente 2399 años, [3] y regresará al Sistema Solar interior alrededor del año 4385. [7] Su mayor distancia del Sol ( afelio ) será de aproximadamente 354 ua, [1] reducida de aproximadamente 525 ua. [33] [6] [34]

La probabilidad estimada de que el Hale–Bopp choque contra la Tierra en futuros pasos por el Sistema Solar interior es remota, alrededor de 2,5×10 −9 por órbita. [35] Sin embargo, dado que el núcleo del cometa tiene alrededor de 60 km de diámetro, [1] las consecuencias de un impacto de este tipo serían apocalípticas. Weissman estima de forma conservadora el diámetro en 35 km; una densidad estimada de 0,6 g/cm 3 da entonces una masa cometaria de 1,3×10 19 g. A una velocidad de impacto probable de 52,5 km/s, la energía del impacto se puede calcular como 1,9×10 32 ergios , o 4,4×10 9 megatones , alrededor de 44 veces la energía estimada del evento de impacto KT . [35]

En muchas órbitas, el efecto acumulativo de las perturbaciones gravitacionales sobre los cometas con inclinaciones orbitales altas y distancias de perihelio pequeñas es generalmente reducir la distancia de perihelio a valores muy pequeños. El Hale-Bopp tiene alrededor de un 15% de posibilidades de convertirse eventualmente en un cometa rasante al Sol a través de este proceso. [36] Si tal es el caso, podría sufrir una enorme pérdida de masa o romperse en pedazos más pequeños como los cometas rasantes al Sol Kreutz . También sería extremadamente brillante, debido a una combinación de proximidad al Sol y tamaño de núcleos, potencialmente superando al cometa Halley en 837 d. C.

Resultados científicos

Debido al enorme tamaño de su núcleo, el cometa Hale–Bopp fue observado intensamente por los astrónomos durante su paso por el perihelio, y de estas observaciones resultaron varios avances importantes en la ciencia cometaria. La tasa de producción de polvo del cometa fue muy alta (hasta 2,0 × 106 kg/s), [37] lo que puede haber hecho que la coma interna sea ópticamente gruesa . [38] Basándose en las propiedades de los granos de polvo (alta temperatura, alto albedo y fuerte emisión de silicato de 10 μm), los astrónomos concluyeron que los granos de polvo son más pequeños que los observados en cualquier otro cometa. [39]

El Hale-Bopp mostró la mayor polarización lineal jamás detectada en un cometa. Esta polarización es el resultado de la dispersión de la radiación solar por las partículas de polvo en la coma del cometa y depende de la naturaleza de los granos. Esto confirma además que los granos de polvo en la coma del cometa Hale-Bopp eran más pequeños que los que se inferían en cualquier otro cometa. [40]

Cola de sodio

La cola de sodio neutral del cometa Hale–Bopp (la cola recta que se extiende hacia la izquierda desde el núcleo) [41]

Uno de los descubrimientos más notables fue que el cometa tenía un tercer tipo de cola. Además de las conocidas colas de gas y polvo, el Hale-Bopp también exhibía una débil cola de sodio , visible solo con instrumentos potentes con filtros especiales. La emisión de sodio se había observado previamente en otros cometas, pero no se había demostrado que procediera de una cola. La cola de sodio del Hale-Bopp estaba formada por átomos neutros (no iones ) y se extendía hasta unos 50 millones de kilómetros de longitud. [41]

La fuente del sodio parecía ser la coma interna , aunque no necesariamente el núcleo . Hay varios mecanismos posibles para generar una fuente de átomos de sodio, incluyendo colisiones entre granos de polvo que rodean el núcleo y la "pulverización" de sodio de los granos de polvo por la luz ultravioleta . Todavía no se ha establecido qué mecanismo es el principal responsable de la creación de la cola de sodio de Hale-Bopp, y los componentes estrechos [41] y difusos [42] de la cola pueden tener orígenes diferentes. [43]

Mientras que la cola de polvo del cometa seguía aproximadamente la trayectoria de la órbita del cometa y la cola de gas apuntaba casi directamente en dirección opuesta al Sol, la cola de sodio parecía estar entre las dos. Esto implica que los átomos de sodio son expulsados ​​de la cabeza del cometa por la presión de la radiación . [41]

Abundancia de deuterio

Se ha descubierto que la abundancia de deuterio en forma de agua pesada en el cometa Hale -Bopp es aproximadamente el doble de la de los océanos de la Tierra. Si la abundancia de deuterio en el Hale-Bopp es típica de todos los cometas, esto implica que, aunque se piensa que los impactos cometarios son la fuente de una cantidad significativa de agua en la Tierra , no pueden ser la única fuente. [44]

También se detectó deuterio en muchos otros compuestos de hidrógeno en el cometa. Se encontró que la proporción de deuterio con respecto al hidrógeno normal variaba de un compuesto a otro, lo que los astrónomos creen que sugiere que los hielos cometarios se formaron en nubes interestelares , en lugar de en la nebulosa solar . El modelo teórico de la formación de hielo en las nubes interestelares sugiere que el cometa Hale-Bopp se formó a temperaturas de alrededor de 25 a 45  kelvin . [44]

Orgánicos

Las observaciones espectroscópicas del Hale–Bopp revelaron la presencia de numerosos compuestos químicos orgánicos , muchos de los cuales nunca antes se habían detectado en cometas. Estas moléculas complejas pueden existir dentro del núcleo del cometa o pueden sintetizarse mediante reacciones en el cometa. [45]

Detección de argón

Hale–Bopp fue el primer cometa en el que se detectó el gas noble argón . [46] Los gases nobles son químicamente inertes y varían de baja a alta volatilidad . Dado que los diferentes elementos nobles tienen diferentes temperaturas de sublimación y no interactúan con otros elementos, se pueden utilizar para investigar las historias de temperatura de los hielos cometarios. El kriptón tiene una temperatura de sublimación de 16-20 K y se encontró que estaba agotado más de 25 veces en relación con la abundancia solar, [47] mientras que el argón con su temperatura de sublimación más alta estaba enriquecido en relación con la abundancia solar. [46] En conjunto, estas observaciones indican que el interior de Hale–Bopp siempre ha sido más frío que 35-40 K, pero en algún momento ha sido más cálido que 20 K. A menos que la nebulosa solar fuera mucho más fría y más rica en argón de lo que generalmente se cree, esto sugiere que el cometa se formó más allá de Neptuno en la región del cinturón de Kuiper y luego migró hacia afuera a la nube de Oort . [46]

Rotación

La actividad y la emisión de gases del cometa Hale–Bopp no ​​se distribuyeron uniformemente sobre su núcleo, sino que procedían de varios chorros específicos. Las observaciones del material que emanaba de estos chorros [48] permitieron a los astrónomos medir el período de rotación del cometa, que resultó ser de aproximadamente 11 horas y 46 minutos. [49]

Pregunta sobre el núcleo binario

En 1997 se publicó un artículo que planteaba la hipótesis de la existencia de un núcleo binario para explicar por completo el patrón observado de emisión de polvo del cometa Hale-Bopp observado en octubre de 1995. El artículo se basaba en un análisis teórico y no afirmaba una detección observacional del núcleo satélite propuesto, pero estimaba que tendría un diámetro de unos 30 km, con el núcleo principal de unos 70 km de ancho, y orbitaría en unos tres días a una distancia de unos 180 km. [50] Este análisis fue confirmado por observaciones en 1996 utilizando la Cámara Planetaria de Campo Amplio 2 del Telescopio Espacial Hubble que había tomado imágenes del cometa que revelaron el satélite. [51]

Aunque las observaciones realizadas con óptica adaptativa a finales de 1997 y principios de 1998 mostraron un doble pico en el brillo del núcleo, [52] todavía existe controversia sobre si dichas observaciones sólo pueden explicarse por un núcleo binario. [17] El descubrimiento del satélite no fue confirmado por otras observaciones. [53] [54] Además, aunque se ha observado que los cometas se fragmentan antes, [55] no se había encontrado ningún caso de un núcleo binario estable hasta el posterior descubrimiento de P/2006 VW 139 .

Afirmaciones sobre ovnis

En noviembre de 1996, el astrónomo aficionado Chuck Shramek de Houston , Texas, tomó una imagen CCD del cometa que mostraba un objeto borroso y ligeramente alargado cerca. Su programa informático de observación del cielo no identificó la estrella, por lo que Shramek llamó al programa de radio de Art Bell Coast to Coast AM para anunciar que había descubierto un "objeto similar a Saturno" siguiendo al Hale-Bopp. Los entusiastas de los ovnis, como el defensor de la visión remota y profesor de ciencias políticas de la Universidad Emory Courtney Brown , pronto concluyeron que había una nave espacial extraterrestre siguiendo al cometa. [56]

Varios astrónomos, entre ellos Alan Hale, afirmaron que el objeto era simplemente la estrella SAO141894 de magnitud 8,5. [57] Señalaron que la estrella no aparecía en el programa informático de Shramek porque las preferencias del usuario estaban configuradas incorrectamente. [58] Art Bell afirmó haber obtenido una imagen del objeto de un astrofísico anónimo que estaba a punto de confirmar su descubrimiento. Sin embargo, los astrónomos Olivier Hainaut y David Tholen de la Universidad de Hawái afirmaron que la supuesta foto era una copia alterada de una de sus propias imágenes del cometa. [59]

Treinta y nueve miembros del culto Puerta del Cielo murieron en un suicidio masivo , en marzo de 1997 con la intención de teletransportarse a una nave espacial que creían que estaba volando detrás del cometa. [60]

Nancy Lieder, quien afirma recibir mensajes de extraterrestres a través de un implante en su cerebro, afirmó que Hale-Bopp era una ficción diseñada para distraer a la población de la llegada de "Nibiru" o "Planeta X", un planeta gigante cuyo paso cercano interrumpiría la rotación de la Tierra, causando un cataclismo global. [61] Su fecha original para el apocalipsis era mayo de 2003, que transcurrió sin incidentes, pero varios sitios web de conspiración continuaron prediciendo la llegada de Nibiru, la mayoría de los cuales lo vincularon con el fenómeno de 2012. [ 62] Las afirmaciones de Lieder y otros sobre el planeta Nibiru han sido desacreditadas repetidamente por los científicos. [63]

Legado

El cometa Hale–Bopp en 2001, a una distancia de casi dos mil millones de kilómetros del Sol. Crédito: ESO

Su largo período de visibilidad y la amplia cobertura mediática hicieron que el Hale-Bopp fuera probablemente el cometa más observado de la historia, causando un impacto mucho mayor en el público en general que el regreso del cometa Halley en 1986, y ciertamente visto por un mayor número de personas que las que presenciaron cualquiera de las apariciones anteriores del Halley. Por ejemplo, el 69% de los estadounidenses habían visto el Hale-Bopp antes del 9 de abril de 1997. [64]

El cometa Hale-Bopp fue un cometa que batió récords: fue el cometa más alejado del Sol descubierto por aficionados [22] , con el núcleo cometario más grande conocido hasta ahora después del 95P/Chiron [ 17] y fue visible a simple vista durante el doble de tiempo que el anterior poseedor del récord [18] . También fue más brillante que la magnitud 0 durante ocho semanas, más tiempo que cualquier otro cometa registrado [22] .

Carolyn Shoemaker y su marido Gene , ambos famosos por co-descubrir el cometa Shoemaker-Levy 9 , se vieron involucrados en un accidente automovilístico después de fotografiar el cometa. Gene murió en el accidente y sus cenizas fueron enviadas a la Luna a bordo de la misión Lunar Prospector de la NASA junto con una imagen del Hale-Bopp, "el último cometa que los Shoemaker observaron juntos". [65]

El compositor Dmitry Kayukin creó el álbum musical “Comet 97” basado en sus recuerdos de la observación del cometa Hale–Bopp. [66]

Véase también

Referencias

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