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Cometa

Un cometa es un cuerpo pequeño y helado del Sistema Solar que se calienta y comienza a liberar gases cuando pasa cerca del Sol , un proceso llamado desgasificación . Esto produce una atmósfera o coma extendida y libre de gravedad que rodea el núcleo y, a veces, una cola de gas y polvo que sale de la coma. Estos fenómenos se deben a los efectos de la radiación solar y el plasma del viento solar que actúa sobre el núcleo del cometa. Los núcleos de los cometas miden desde unos pocos cientos de metros hasta decenas de kilómetros de diámetro y están compuestos de acumulaciones sueltas de hielo, polvo y pequeñas partículas rocosas. La coma puede tener hasta 15 veces el diámetro de la Tierra, mientras que la cola puede extenderse más allá de una unidad astronómica . Si está lo suficientemente cerca y es lo suficientemente brillante, un cometa puede verse desde la Tierra sin la ayuda de un telescopio y puede subtender un arco de hasta 30° (60 Lunas) en el cielo. Los cometas han sido observados y registrados desde la antigüedad por muchas culturas y religiones.

Los cometas suelen tener órbitas elípticas muy excéntricas y tienen un amplio rango 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 encuentran 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. [2] Los cometas de período largo se ponen en movimiento hacia el Sol por perturbaciones gravitacionales de estrellas que pasan y la marea galáctica . Los cometas hiperbólicos pueden pasar una vez por el Sistema Solar interior antes de ser arrojados al espacio interestelar. La aparición de un cometa se llama aparición.

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. [3] Se cree que los asteroides tienen un origen diferente al de los cometas, habiéndose formado dentro de la órbita de Júpiter en lugar de en el Sistema Solar exterior. [4] [5] Sin embargo, el descubrimiento de cometas del cinturón principal y planetas menores centauros activos ha desdibujado la distinción entre asteroides y cometas . A principios del siglo XXI, el descubrimiento de algunos cuerpos menores con órbitas de cometas de período largo, pero características de asteroides del sistema solar interior, se denominaron cometas Manx . Todavía se clasifican como cometas, como C/2014 S3 (PANSTARRS). [6] Se encontraron veintisiete cometas Manx entre 2013 y 2017. [7]

En noviembre de 2021 , se conocían 4.584 cometas. [8] Sin embargo, esto representa una fracción muy pequeña de la población potencial total de cometas, ya que la reserva de cuerpos similares a cometas en el Sistema Solar exterior (en la nube de Oort ) es de aproximadamente un billón. [9] [10] Aproximadamente un cometa por año es visible a simple vista , aunque muchos de ellos son débiles y poco espectaculares. [11] Los ejemplos particularmente brillantes se denominan " grandes cometas ". Los cometas han sido visitados por sondas no tripuladas como Deep Impact de la NASA , que abrió un cráter en el cometa Tempel 1 para estudiar su interior, y Rosetta de la Agencia Espacial Europea , que se convirtió en la primera en aterrizar una nave espacial robótica en un cometa. [12]

Etimología

En la Crónica anglosajona se menciona un cometa que supuestamente apareció en el año 729 d.C.

La palabra cometa deriva del inglés antiguo cometa, del latín comēta o comētēs , que a su vez es una romanización del griego κομήτης «que lleva el pelo largo», y el Oxford English Dictionary señala que el término ( ἀστὴρ ) κομήτης ya significaba «estrella de pelo largo, cometa» en griego. Κομήτης se derivaba de κομᾶν ( koman ), «llevar el pelo largo», que a su vez se derivaba de κόμη ( komē ), «el pelo de la cabeza» y se usaba para significar «la cola de un cometa». [13] [14]

El símbolo astronómico de los cometas (representado en Unicode ) es U+2604 ☄ COMET , que consiste en un pequeño disco con tres extensiones similares a cabellos. [15]

Características físicas

Estructura de un cometa

Núcleo

Núcleo de 103P/Hartley, tal como se fotografió durante el sobrevuelo de una nave espacial . El núcleo tiene una longitud de unos 2 km.

La estructura sólida del núcleo de un cometa se conoce como núcleo. Los núcleos cometarios están compuestos por una amalgama de roca , polvo , hielo de agua y dióxido de carbono congelado , monóxido de carbono , metano y amoníaco . [16] Como tal, se los describe popularmente como "bolas de nieve sucias" siguiendo el modelo de Fred Whipple . [17] Los cometas con un mayor contenido de polvo se han llamado "bolas de nieve heladas". [18] El término "bolas de nieve heladas" surgió después de la observación de la colisión del cometa 9P/Tempel 1 con una sonda "impactadora" enviada por la misión Deep Impact de la NASA en julio de 2005. La investigación realizada en 2014 sugiere que los cometas son como " helados fritos ", 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. [19]

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. Los núcleos contienen una variedad de compuestos orgánicos, que pueden incluir metanol , cianuro de hidrógeno , formaldehído , etanol , etano y quizás moléculas más complejas como hidrocarburos de cadena larga y aminoácidos . [20] [21] En 2009, se confirmó que el aminoácido glicina se había encontrado en el polvo de cometa recuperado por la misión Stardust de la NASA . [22] En agosto de 2011, se publicó un informe, basado en estudios de la NASA de meteoritos encontrados en la Tierra, que sugería que los componentes de ADN y ARN ( adenina , guanina y moléculas orgánicas relacionadas) pueden haberse formado en asteroides y cometas. [23] [24]

Las superficies externas de los núcleos de los cometas tienen un albedo muy bajo , lo que los convierte en uno de los objetos menos reflectantes que se encuentran en el Sistema Solar. La sonda espacial Giotto descubrió que el núcleo del cometa Halley (1P/Halley) refleja aproximadamente el cuatro por ciento de la luz que incide sobre él, [25] y Deep Space 1 descubrió que la superficie del cometa Borrelly refleja menos del 3,0%; [25] 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 expulsa 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 de los cometas hace que absorban el calor que impulsa sus procesos de desgasificación . [26]

Se han observado núcleos de cometas con radios de hasta 30 kilómetros (19 mi), [27] pero determinar su tamaño exacto es difícil. [28] El núcleo de 322P/SOHO probablemente tiene solo 100-200 metros (330-660 pies) de diámetro. [29] La falta de detección de cometas más pequeños a pesar de la mayor sensibilidad de los instrumentos ha llevado a algunos a sugerir que existe una falta real de cometas de menos de 100 metros (330 pies) de diámetro. [30] Se ha estimado que los cometas conocidos tienen una densidad promedio de 0,6 g/cm 3 (0,35 oz/cu in). [31] 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. [32]

El cometa 81P/Wild presenta chorros en el lado luminoso y en el lado oscuro, un marcado relieve y es seco.

Se cree que aproximadamente el seis por ciento de los asteroides cercanos a la Tierra son núcleos extintos de cometas que ya no experimentan desgasificación, [33] incluidos 14827 Hypnos y 3552 Don Quixote .

Los resultados de las sondas 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 . [34] [35] Además, el espectrógrafo ALICE en Rosetta determinó que los electrones (a 1 km (0,62 mi) por encima del núcleo del cometa ) producidos a partir de la fotoionización de moléculas de agua por la radiación solar , y no los fotones del Sol como se pensaba anteriormente, son responsables de la degradación de las moléculas de agua y dióxido de carbono liberadas desde el núcleo del cometa hacia su coma. [36] [37] Los instrumentos en el módulo de aterrizaje Philae encontraron al menos dieciséis compuestos orgánicos en la superficie del cometa, cuatro de los cuales ( acetamida , acetona , isocianato de metilo y propionaldehído ) se han detectado por primera vez en un cometa. [38] [39] [40]

Coma

Imagen del cometa ISON tomada por el telescopio Hubble poco antes del perihelio . [48]
El cometa Borrelly presenta chorros, pero no tiene hielo en la superficie.

Las corrientes de polvo y gas liberadas forman una enorme y extremadamente delgada atmósfera alrededor del cometa llamada "coma". La fuerza ejercida sobre la coma por la presión de la radiación solar y el viento solar hace que se forme una enorme "cola" que apunta en dirección opuesta al Sol. [49]

La coma está generalmente formada por agua y polvo, y el agua constituye hasta el 90% de los volátiles que salen del núcleo cuando el cometa está a 3 o 4 unidades astronómicas (450.000.000 a 600.000.000 km; 280.000.000 a 370.000.000 mi) del Sol. [50] La molécula madre H2O se destruye principalmente a través de la fotodisociación y, en una medida mucho menor, la fotoionización , y el viento solar juega un papel menor en la destrucción del agua en comparación con la fotoquímica . [50] Las partículas de polvo más grandes quedan a lo largo de la trayectoria orbital del cometa, mientras que las partículas más pequeñas son empujadas lejos del Sol hacia la cola del cometa por la presión de la luz . [51]

Aunque el núcleo sólido de los cometas tiene generalmente menos de 60 kilómetros (37 mi) de diámetro, la coma puede tener miles o millones de kilómetros de diámetro, llegando a veces a ser más grande que el Sol. [52] Por ejemplo, aproximadamente 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. [53] El Gran Cometa de 1811 tenía una coma de aproximadamente el diámetro del Sol. [54] Aunque la coma puede llegar a ser bastante grande, su tamaño puede disminuir aproximadamente en el momento en que cruza la órbita de Marte a alrededor de 1,5 unidades astronómicas (220.000.000 km; 140.000.000 mi) del Sol. [54] A esta distancia, el viento solar se vuelve lo suficientemente fuerte como para soplar el gas y el polvo lejos de la coma, y ​​al hacerlo agrandar la cola. [54] Se ha observado que las colas de iones se extienden una unidad astronómica (150 millones de km) o más. [53]

C/2006 W3 (Christensen) emitiendo gas de carbono (imagen infrarroja)

Tanto la coma como la cola están iluminadas por el Sol y pueden hacerse visibles cuando un cometa pasa por el Sistema Solar interior, el polvo refleja la luz solar directamente mientras que los gases brillan por ionización . [55] 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. [56] Ocasionalmente, un cometa puede experimentar una enorme y repentina explosión de gas y polvo, durante la cual el tamaño de la coma aumenta considerablemente durante un período de tiempo. Esto le sucedió en 2007 al cometa Holmes . [57]

En 1996 se descubrió que los cometas emitían rayos X. [58] Esto sorprendió mucho a los astrónomos porque la emisión de rayos X suele estar asociada a cuerpos de muy alta temperatura . Los rayos X se generan por la interacción entre los cometas y el viento solar: cuando los iones del viento solar altamente cargados vuelan a través de una atmósfera cometaria, chocan con los átomos y moléculas del cometa, "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 desexcitación al estado fundamental del ion por la emisión de rayos X y fotones ultravioleta lejanos . [59]

Arco de choque

Los arcos de choque se forman como resultado de la interacción entre el viento solar y la ionosfera cometaria, que se crea por la ionización de los gases en la coma. A medida que el cometa se acerca al Sol, el aumento de las tasas de desgasificación hace que la coma se expanda y la luz solar ioniza los gases en la coma. Cuando el viento solar pasa a través de esta coma de iones, aparece el arco de choque.

Las primeras observaciones se realizaron en los años 1980 y 1990, cuando varias naves espaciales sobrevolaron los cometas 21P/Giacobini–Zinner , [60] 1P/Halley, [61] y 26P/Grigg–Skjellerup . [62] Entonces se descubrió que las ondas de choque en los cometas son más anchas y graduales que las ondas de choque planetarias agudas observadas, por ejemplo, en la Tierra. Todas estas observaciones se realizaron cerca del perihelio, cuando las ondas de choque ya estaban completamente desarrolladas.

La sonda espacial Rosetta observó el arco de choque del cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko en una etapa temprana de su desarrollo, cuando la desgasificación aumentó durante el viaje del cometa hacia el Sol. Este arco de choque joven fue llamado "arco de choque infantil". El arco de choque infantil es asimétrico y, en relación con la distancia al núcleo, más ancho que los arcos de choque completamente desarrollados. [63]

Cruz

Dirección típica de las colas durante la órbita de un cometa cerca del Sol

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. Se han informado detecciones estadísticas de núcleos de cometas inactivos en el cinturón de Kuiper a partir de observaciones realizadas por el telescopio espacial Hubble [64] [65] pero estas detecciones han sido cuestionadas. [66] [67] A medida que un cometa se acerca al Sistema Solar interior, la radiación solar hace que los materiales volátiles dentro del cometa se vaporicen y salgan del núcleo, llevándose consigo el polvo.

Las corrientes de polvo y gas forman cada una su propia cola distintiva, que apunta 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 cola de tipo II o de polvo. [55] Al mismo tiempo, la cola de iones o de tipo I, formada por gases, siempre apunta directamente en dirección opuesta al Sol porque este gas se ve más afectado por el viento solar que el polvo, siguiendo líneas de campo magnético en lugar de una trayectoria orbital. [68] En ocasiones, como cuando la Tierra pasa por el plano orbital de un cometa, se puede ver la anticola , que apunta en la dirección opuesta a las colas de iones y polvo. [69]

Diagrama de un cometa que muestra el rastro de polvo , la cola de polvo y la cola de gas iónico formada por el viento solar .

La observación de anticolas contribuyó significativamente al descubrimiento del viento solar. [70] La cola de iones se forma como resultado de la ionización por la radiación ultravioleta solar de las partículas en la 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 del viento solar que fluyen hacia afuera. Debido a que la velocidad orbital relativa del cometa y el viento solar es supersónica, se forma un arco de choque aguas arriba del cometa en la dirección del flujo del viento solar. En este arco de choque, 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 "envuelven" al cometa formando la cola de iones. [71]

Si la carga de la cola de iones es suficiente, las líneas de campo magnético se comprimen hasta el punto en que, a cierta distancia a lo largo de la cola de iones, se produce una reconexión magnética . Esto conduce a un "evento de desconexión de la cola". [71] Esto se ha observado en varias ocasiones, siendo un evento notable el registrado el 20 de abril de 2007, cuando la cola de iones del cometa Encke se cortó por completo mientras el cometa pasaba por una eyección de masa coronal . Este evento fue observado por la sonda espacial STEREO . [72]

En 2013, los científicos de la ESA informaron que la ionosfera del planeta Venus fluye hacia afuera de una manera similar a la cola de iones observada saliendo de un cometa en condiciones similares. [73] [74]

Chorros

Chorros de gas y nieve de 103P/Hartley

Un calentamiento desigual puede provocar que los gases recién generados salgan de un punto débil en la superficie del núcleo del cometa, como un géiser. [75] Estas corrientes de gas y polvo pueden hacer que el núcleo gire e incluso se divida. [75] En 2010 se reveló que el hielo seco (dióxido de carbono congelado) puede impulsar chorros de material que fluyen fuera del núcleo de un cometa. [76] Las imágenes infrarrojas de Hartley 2 muestran estos chorros saliendo y llevando consigo granos de polvo hacia la coma. [77]

Características orbitales

La mayoría de los cometas son pequeños cuerpos del Sistema Solar con órbitas elípticas alargadas que los llevan cerca del Sol durante una parte de su órbita y luego hacia los confines del Sistema Solar durante el resto. [78] Los cometas a menudo se clasifican según la longitud de sus períodos orbitales : cuanto más largo sea el período, más alargada será la elipse.

Periodo corto

Los cometas periódicos o de período corto se definen generalmente como aquellos que tienen períodos orbitales de menos de 200 años. [79] Por lo general, orbitan más o menos en el plano de la eclíptica en la misma dirección que los planetas. [80] Sus órbitas generalmente los llevan a la región de los planetas exteriores ( Júpiter y más allá) en el afelio ; por ejemplo, el afelio del cometa Halley está un poco más allá de la órbita de Neptuno . Los cometas cuyos afelios están cerca de la órbita de un planeta mayor se denominan su "familia". [81] Se cree que estas familias surgen del planeta que captura cometas que antes tenían períodos largos en órbitas más cortas. [82]

En el extremo de período orbital más corto, el cometa Encke tiene una órbita que no alcanza la órbita de Júpiter, y se lo conoce como un cometa de tipo Encke . Los cometas de período corto con períodos orbitales menores a 20 años e inclinaciones bajas (hasta 30 grados) con respecto a la eclíptica se denominan cometas tradicionales de la familia Júpiter (JFC). [83] [84] 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 denominan cometas de tipo Halley (HTC). [85] [86] Hasta 2023 , se han reportado 70 cometas de tipo Encke, 100 HTC y 755 JFC. [87]

Los cometas del cinturón principal descubiertos recientemente forman una clase distinta, orbitando en órbitas más circulares dentro del cinturón de asteroides . [88] [89]

Debido a que sus órbitas elípticas los llevan frecuentemente cerca de los planetas gigantes, los cometas están sujetos a perturbaciones gravitacionales adicionales . [90] Los cometas de período corto tienen una tendencia a que su aphelia coincida con el semieje mayor de un planeta gigante , siendo los JFC el grupo más grande. [84] Está claro que los cometas que vienen de 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 demás planetas combinados. Estas perturbaciones pueden desviar a los cometas de período largo hacia períodos orbitales más cortos. [91] [92]

Basándose en sus características orbitales, se cree que los cometas de período corto se originan en los centauros y el cinturón de Kuiper/ disco disperso [93] —un disco de objetos en la región transneptuniana— mientras que se piensa que la fuente de los cometas de período largo es la mucho más distante nube esférica de Oort (en honor al astrónomo holandés Jan Hendrik Oort, quien planteó la hipótesis de su existencia). [94] Se cree que vastos enjambres de cuerpos similares a cometas orbitan alrededor del Sol en estas regiones distantes en órbitas aproximadamente circulares. Ocasionalmente, la influencia gravitatoria de los planetas exteriores (en el caso de los objetos del cinturón de Kuiper) o de las estrellas cercanas (en el caso de los objetos de la nube de Oort) puede arrojar a uno de estos cuerpos a una órbita elíptica que lo lleva hacia el interior del Sol para formar un cometa visible. A diferencia del regreso de los cometas periódicos, cuyas órbitas se han establecido mediante observaciones anteriores, la aparición de nuevos cometas por este mecanismo es impredecible. [95] Al ser lanzados a la órbita del Sol y continuamente arrastrados hacia él, los cometas pierden toneladas de materia que influyen mucho en su vida; cuanto más se les quita, menos viven y viceversa. [96]

Largo periodo

Órbitas del cometa Kohoutek (rojo) y la Tierra (azul), que ilustran la alta excentricidad de su órbita y su rápido movimiento cuando está cerca del Sol.

Los cometas de período largo tienen órbitas altamente excéntricas y períodos que van desde 200 años hasta miles o incluso millones de años. [97] Una excentricidad mayor que 1 cuando está cerca del perihelio no significa necesariamente que un cometa abandonará el Sistema Solar. [98] Por ejemplo, el cometa McNaught tenía una excentricidad osculadora heliocéntrica de 1,000019 cerca de su época de paso por el perihelio en enero de 2007, pero está ligado 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 correctamente cuando la órbita osculadora se calcula en una época después de dejar la región planetaria y se calcula con respecto al centro de masas del Sistema Solar . Por definición, los cometas de período largo permanecen ligados gravitacionalmente al Sol; Los cometas que son expulsados ​​del Sistema Solar debido al paso cercano de planetas mayores ya no se consideran propiamente como "períodos". Las órbitas de los cometas de período largo los llevan mucho más allá de los planetas exteriores en el afelio, y el plano de sus órbitas no necesita estar cerca de la eclíptica. Los cometas de período largo como C/1999 F1 y C/2017 T2 (PANSTARRS) pueden tener distancias de afelio de casi 70.000 UA (0,34 pc; 1,1 años luz) con períodos orbitales estimados en alrededor de 6 millones de años.

Los cometas de aparición única o no periódicos son similares a los cometas de período largo porque tienen trayectorias parabólicas o ligeramente hiperbólicas [97] cuando están cerca del perihelio en el Sistema Solar interior. Sin embargo, las perturbaciones gravitacionales de los planetas gigantes hacen que sus órbitas cambien. Los cometas de aparición única tienen una órbita osculante hiperbólica o parabólica que les permite salir permanentemente del Sistema Solar después de un solo paso por el Sol. [99] La esfera de Hill del Sol tiene un límite máximo inestable de 230.000 UA (1,1 pc; 3,6 ly). [100] Solo se ha visto que unos pocos cientos de cometas alcanzan una órbita hiperbólica (e > 1) cuando están cerca del perihelio [101] que, utilizando un ajuste óptimo de dos cuerpos no perturbado heliocéntrico, sugiere que pueden escapar del Sistema Solar.

Hasta 2022 , solo se han descubierto dos objetos con una excentricidad significativamente mayor que uno: 1I/ʻOumuamua y 2I/Borisov , lo que indica un origen fuera del Sistema Solar. Si bien ʻOumuamua, con una excentricidad de aproximadamente 1,2, no mostró signos ópticos de actividad cometaria durante su paso por el Sistema Solar interior en octubre de 2017, los cambios en su trayectoria, que sugieren desgasificación , indican que probablemente sea un cometa. [102] Por otro lado, se ha observado que 2I/Borisov, con una excentricidad estimada de aproximadamente 3,36, tiene la característica de coma de los cometas, y se considera el primer cometa interestelar detectado . [103] [104] El cometa C/1980 E1 tuvo un período orbital de aproximadamente 7,1 millones de años antes del paso del perihelio de 1982, pero un encuentro con Júpiter en 1980 aceleró el cometa dándole la mayor excentricidad (1,057) de cualquier cometa solar conocido con un arco de observación razonable. [105] 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 utilizan 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), [106] mientras que otros lo utilizan para significar exclusivamente cometas de período corto. [97] De manera similar, aunque el significado literal de "cometa no periódico" es el mismo que "cometa de aparición única", algunos lo utilizan para significar todos los cometas que no son "periódicos" en el segundo sentido (es decir, para incluir todos los cometas con un período mayor a 200 años).

Las primeras observaciones han revelado unas cuantas trayectorias verdaderamente hiperbólicas (es decir, no periódicas), pero no más de las que podrían explicarse por las perturbaciones de Júpiter. Los cometas del espacio interestelar se mueven a velocidades del mismo orden que las velocidades relativas de las estrellas cercanas al Sol (unas pocas decenas de kilómetros por segundo). Cuando estos objetos entran en el Sistema Solar, tienen una energía orbital específica positiva que resulta en una velocidad positiva en el infinito ( ) y tienen trayectorias notablemente hiperbólicas. Un cálculo aproximado muestra que podría haber cuatro cometas hiperbólicos por siglo dentro de la órbita de Júpiter, con una diferencia de uno o dos órdenes de magnitud . [107]

Nube de Oort y Nube de Hills

La nube de Oort que se cree rodea el Sistema Solar. Se muestra con el Cinturón de Kuiper y el Cinturón de Asteroides como comparación.

Se cree que la nube de Oort ocupa un vasto espacio que va desde las 2.000 a las 5.000 UA (0,03 a 0,08 años luz) [109] hasta las 50.000 UA (0,79 años luz) [85] del Sol. Esta nube encierra los cuerpos celestes que comienzan en el centro del Sistema Solar (el Sol) y se extienden hasta los límites exteriores del Cinturón de Kuiper. La nube de Oort está formada por materiales viables necesarios para la creación de los cuerpos celestes. Los planetas del Sistema Solar existen únicamente gracias a los planetesimales (fragmentos de espacio sobrante que ayudaron a la creación de los planetas) que se condensaron y formaron por la gravedad del Sol. La excéntrica formada por estos planetesimales atrapados es la razón por la que existe la Nube de Oort. [110] Algunas estimaciones sitúan el borde exterior entre 100.000 y 200.000 UA (1,58 y 3,16 años luz). [109] La región se puede subdividir en una nube de Oort exterior esférica de 20.000-50.000 UA (0,32-0,79 años luz), y una nube interior con forma de rosquilla, la nube de Hills, de 2.000-20.000 UA (0,03-0,32 años luz). [111] La nube exterior está sólo débilmente unida al Sol y suministra los cometas de largo periodo (y posiblemente de tipo Halley) que caen dentro de la órbita de Neptuno . [85] La nube de Oort interior también se conoce como la nube de Hills, llamada así por Jack G. Hills , quien propuso su existencia en 1981. [112] Los modelos predicen que la nube interior debería tener decenas o cientos de veces más núcleos cometarios que el halo exterior; [112] [113] [114] se la considera una posible fuente de nuevos cometas que reabastezcan la relativamente tenue nube exterior a medida que los números de esta última se agoten gradualmente. La nube de Hills explica la existencia continua de la nube de Oort después de miles de millones de años. [115]

Exocometas

Se han detectado exocometas más allá del Sistema Solar y pueden ser comunes en la Vía Láctea . [116] El primer sistema de exocometas detectado fue alrededor de Beta Pictoris , una estrella de secuencia principal de tipo A muy joven , en 1987. [117] [118] Se han identificado un total de 11 sistemas de exocometas de este tipo hasta 2013 , utilizando el espectro de absorción causado por las grandes nubes de gas emitidas por los cometas cuando pasan cerca de su estrella. [116] [117] Durante diez años, el telescopio espacial Kepler fue responsable de buscar planetas y otras formas fuera del sistema solar. Los primeros exocometas en tránsito fueron encontrados en febrero de 2018 por un grupo formado por astrónomos profesionales y científicos ciudadanos en curvas de luz registradas por el Telescopio Espacial Kepler. [119] [120] Después de que el Telescopio Espacial Kepler se retirara en octubre de 2018, un nuevo telescopio llamado Telescopio TESS se hizo cargo de la misión de Kepler. Desde el lanzamiento de TESS, los astrónomos han descubierto los tránsitos de cometas alrededor de la estrella Beta Pictoris utilizando una curva de luz de TESS. [121] [122] Desde que TESS tomó el control, los astrónomos han podido distinguir mejor los exocometas con el método espectroscópico. Los nuevos planetas se detectan mediante el método de la curva de luz blanca, que se ve como una caída simétrica en las lecturas de los mapas cuando un planeta eclipsa a su estrella madre. Sin embargo, después de una evaluación más profunda de estas curvas de luz, se ha descubierto que los patrones asimétricos de las caídas presentadas son causados ​​por la cola de un cometa o de cientos de cometas. [123]

Efectos de los cometas

Diagrama de los meteoros Perseidas

Conexión con las lluvias de meteoritos

A medida que un cometa se calienta durante sus pasos cercanos al Sol, la desgasificación de sus componentes helados libera desechos sólidos demasiado grandes para ser arrastrados por la presión de la radiación y el viento solar. [124] Si la órbita de la Tierra lo envía a través de ese rastro de escombros, que se compone principalmente de granos finos de material rocoso, es probable que haya una lluvia de meteoros cuando la Tierra pase a través de él. Los rastros de escombros más densos producen lluvias de meteoros rápidas pero intensas y los rastros menos densos crean lluvias más largas pero menos intensas. Por lo general, la densidad del rastro de escombros está relacionada con el tiempo transcurrido desde que el cometa original liberó el material. [125] [126] La lluvia de meteoros de las Perseidas , por ejemplo, ocurre cada año entre el 9 y el 13 de agosto, cuando la Tierra pasa por la órbita del cometa Swift-Tuttle . El cometa Halley es la fuente de la lluvia de Oriónidas en octubre. [127] [128]

Los cometas y su impacto en la vida

Muchos cometas y asteroides chocaron con la Tierra en sus primeras etapas. Muchos científicos piensan que los cometas que bombardearon la joven Tierra hace unos 4 mil millones de años trajeron las vastas cantidades de agua que ahora llenan los océanos de la Tierra, o al menos una parte significativa de ella. Otros han puesto en duda esta idea. [129] La detección de moléculas orgánicas, incluidos hidrocarburos aromáticos policíclicos , [19] en cantidades significativas en los cometas ha llevado a la especulación de que los cometas o meteoritos pueden haber traído los precursores de la vida, o incluso la vida misma, a la Tierra. [130] En 2013 se sugirió que los impactos entre 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 . [131] La velocidad a la que los cometas entraron en la atmósfera, combinada con la magnitud de la energía creada después del contacto inicial, permitió que las moléculas más pequeñas se condensaran en las macromoléculas más grandes que sirvieron como base para la vida. [132] En 2015, los científicos encontraron cantidades significativas de oxígeno molecular en las desgasificaciones del cometa 67P, lo que sugiere que la molécula puede estar presente con más frecuencia de lo que se pensaba y, por lo tanto, ser un indicador menos de vida de lo que se había supuesto. [133]

Se sospecha que los impactos de cometas han, a lo largo de largos períodos de tiempo, entregado cantidades significativas de agua a la Luna de la Tierra , parte de la cual puede haber sobrevivido como hielo lunar . [134] Se cree que los impactos de cometas y meteoritos son responsables de la existencia de tectitas y australitas . [135]

Miedo a los cometas

El miedo a los cometas como actos de Dios y señales de una catástrofe inminente alcanzó su punto máximo en Europa entre 1200 y 1650 d. C. [136] El año después del Gran Cometa de 1618 , por ejemplo, Gotthard Arthusius publicó un panfleto en el que afirmaba que era una señal de que el Día del Juicio Final estaba cerca. [137] Enumeró diez páginas de desastres relacionados con los cometas, incluidos "terremotos, inundaciones, cambios en los cursos de los ríos, tormentas de granizo, clima cálido y seco, malas cosechas, epidemias, guerra y traición y precios altos". [136]

En 1700 la mayoría de los estudiosos llegaron a la conclusión de que tales eventos ocurrían independientemente de si se veía un cometa o no. Sin embargo, utilizando los registros de avistamientos de cometas de Edmond Halley , William Whiston escribió en 1711 que el Gran Cometa de 1680 tuvo una periodicidad de 574 años y fue responsable del diluvio universal del Libro del Génesis , al verter agua sobre la Tierra. Su anuncio reavivó durante otro siglo el miedo a los cometas, ahora como amenazas directas al mundo en lugar de señales de desastres. [136] Un análisis espectroscópico en 1910 encontró el gas tóxico cianógeno en la cola del cometa Halley, [138] lo que provocó que el público comprara en pánico máscaras de gas y "pastillas anticometas" y "paraguas anticometas" de curanderos. [139]

El destino de los cometas

Salida (eyección) del Sistema Solar

Si un cometa viaja lo suficientemente rápido, puede abandonar el Sistema Solar. Estos cometas siguen la trayectoria abierta de una hipérbola y, como tal, se denominan cometas hiperbólicos. Solo se sabe que los cometas solares son expulsados ​​al interactuar con otro objeto en el Sistema Solar, como Júpiter. [140] Un ejemplo de esto es el cometa C/1980 E1 , que se desplazó de una órbita de 7,1 millones de años alrededor del Sol a una trayectoria hiperbólica, después de un paso cercano al planeta Júpiter en 1980. [141] Los cometas interestelares como 1I/ʻOumuamua y 2I/Borisov nunca orbitaron el Sol y, por lo tanto, no requieren una interacción con un tercer cuerpo para ser expulsados ​​del Sistema Solar.

Extinción

Los cometas de la familia Júpiter y los cometas de período largo parecen seguir leyes de desvanecimiento muy diferentes. Los JFC están activos durante una vida útil de unos 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 sobreviven más de 50 pasajes hasta el perihelio pequeño y solo el 1% de ellos sobreviven más de 2.000 pasajes. [33] Finalmente, la mayor parte del material volátil contenido en un núcleo de cometa se evapora, y el cometa se convierte en un pequeño, oscuro e inerte bulto de roca o escombros que puede parecerse a un asteroide. [142] Algunos asteroides en órbitas elípticas ahora se identifican como cometas extintos. [143] [144] [145] [146] Se cree que aproximadamente el seis por ciento de los asteroides cercanos a la Tierra son núcleos de cometas extintos. [33]

Ruptura y colisiones

El núcleo de algunos cometas puede ser frágil, una conclusión apoyada por la observación de cometas dividiéndose. [147] Una ruptura cometaria significativa fue la del cometa Shoemaker-Levy 9 , que fue descubierto en 1993. Un encuentro cercano en julio de 1992 lo había roto en pedazos, y durante un período de seis días en julio de 1994, estos pedazos cayeron en la atmósfera de Júpiter, la primera vez que los astrónomos habían observado una colisión entre dos objetos en el Sistema Solar. [148] [149] Otros cometas que se dividieron incluyen 3D/Biela en 1846 y 73P/Schwassmann–Wachmann de 1995 a 2006. [150] El historiador griego Éforo informó que un cometa se dividió ya en el invierno de 372-373 a. C. [151] Se sospecha que los cometas se dividen debido al estrés térmico, la presión interna del gas o el impacto. [152]

Los cometas 42P/Neujmin y 53P/Van Biesbroeck parecen ser fragmentos de un cometa progenitor. Las integraciones numéricas han demostrado que ambos cometas se acercaron bastante a Júpiter en enero de 1850 y que, antes de 1850, las dos órbitas eran casi idénticas. [153] Otro grupo de cometas que es el resultado de episodios de fragmentación es la familia de cometas Liller, formada por C/1988 A1 (Liller), C/1996 Q1 (Tabur), C/2015 F3 (SWAN), C/2019 Y1 (ATLAS) y C/2023 V5 (Leonard) . [154] [155]

Se ha observado que algunos cometas se fragmentan durante su paso por el 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 fueron vistos por separado en 1852, pero nunca más después. En cambio, se vieron espectaculares lluvias de meteoros en 1872 y 1885, cuando el cometa debería haber sido visible. Una lluvia de meteoros menor, las Andromédidas , ocurre anualmente en noviembre, y se produce cuando la Tierra cruza la órbita del cometa Biela. [156]

Algunos cometas tienen un final más espectacular: caen en el Sol [157] o se estrellan contra un planeta u otro cuerpo. Las colisiones entre cometas y planetas o lunas eran comunes en el Sistema Solar primitivo: algunos de los numerosos cráteres de 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 chocó con Júpiter. [158]

Nomenclatura

El cometa Halley en 1910

Los nombres que se han dado a los cometas han seguido diferentes convenciones a lo largo de los dos últimos siglos. Antes de principios del siglo XX, la mayoría de los cometas se nombraban por el año en que aparecieron, a veces con adjetivos adicionales para los cometas especialmente brillantes; por ejemplo, el "Gran Cometa de 1680", el " Gran Cometa de 1882 " y el " Gran Cometa de Enero de 1910 ".

Después de que Edmond Halley demostrara que los cometas de 1531, 1607 y 1682 eran el mismo cuerpo y predijera con éxito su regreso en 1759 calculando su órbita, ese cometa pasó a ser conocido como el cometa Halley. [160] De manera similar, el segundo y el tercer cometa periódico conocido, el cometa Encke [161] y el cometa Biela [162], recibieron el nombre de los astrónomos que calcularon sus órbitas en lugar de sus descubridores originales. Más tarde, los cometas periódicos solían recibir el nombre de sus descubridores, pero los cometas que habían aparecido solo una vez continuaron siendo nombrados por el año de su aparición. [163]

A principios del siglo XX, se hizo común la convención de nombrar a los cometas en honor a sus descubridores, y así sigue siendo hoy en día. Un cometa puede recibir el nombre de sus descubridores o de un instrumento o programa que ayudó a encontrarlo. [163] Por ejemplo, en 2019, el astrónomo Gennadiy Borisov observó un cometa que parecía haberse originado fuera del sistema solar; el cometa recibió el nombre de 2I/Borisov en su honor. [164]

Historia del estudio

Observaciones y reflexiones tempranas

El cometa Halley apareció en 1066, antes de la batalla de Hastings , y está representado en el tapiz de Bayeux .
Página de un tratado de Tycho Brahe que representa su visión geocéntrica del Gran Cometa de 1577

De fuentes antiguas, como los huesos del oráculo chino , se sabe que los cometas han sido observados por los humanos durante milenios. [165] Hasta el siglo XVI, los cometas generalmente se consideraban malos presagios de muertes de reyes u hombres nobles, o catástrofes venideras, o incluso se interpretaban como ataques de seres celestiales contra habitantes terrestres. [166] [167]

Aristóteles (384-322 a. C.) fue el primer científico conocido que utilizó varias teorías y hechos observacionales para elaborar una teoría cosmológica consistente y estructurada de los cometas. Creía que los cometas eran fenómenos atmosféricos, debido al hecho de que podían aparecer fuera del zodíaco y variar en brillo en el transcurso de unos pocos días. La teoría cometaria de Aristóteles surgió de sus observaciones y de la teoría cosmológica de que todo en el cosmos está dispuesto en una configuración distinta. [168] Parte de esta configuración era una clara separación entre lo celestial y lo terrestre, creyendo que los cometas estaban estrictamente asociados con este último. Según Aristóteles, los cometas deben estar dentro de la esfera de la luna y claramente separados de los cielos. También en el siglo IV a. C., Apolonio de Myndus apoyó la idea de que los cometas se movían como los planetas. [169] La teoría aristotélica sobre los cometas continuó siendo ampliamente aceptada a lo largo de la Edad Media , a pesar de varios descubrimientos de varias personas que desafiaban aspectos de ella. [170]

En el siglo I d. C., Séneca el Joven cuestionó la lógica de Aristóteles en relación con los cometas. Debido a su movimiento regular y a su impermeabilidad al viento, no pueden ser atmosféricos [171] y son más permanentes de lo que sugieren sus breves destellos en el cielo [a] . Señaló que sólo las colas son transparentes y, por lo tanto, como nubes, y argumentó que no hay razón para confinar sus órbitas al zodíaco [171] . Al criticar a Apolonio de Mindo, Séneca argumenta: "Un cometa atraviesa las regiones superiores del universo y finalmente se vuelve visible cuando alcanza el punto más bajo de su órbita". [172] Aunque Séneca no escribió una teoría sustancial propia, [173] sus argumentos provocarían mucho debate entre los críticos de Aristóteles en los siglos XVI y XVII [170] [b]

En el siglo I d. C., Plinio el Viejo creía que los cometas estaban relacionados con la inestabilidad política y la muerte. [175] Plinio observó que los cometas eran "similares a los humanos", y a menudo describía sus colas con "cabello largo" o "barba larga". [176] Su sistema para clasificar los cometas según su color y forma se utilizó durante siglos. [177]

En la India , en el siglo VI d. C., los astrónomos creían que los cometas eran apariciones 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 cuán precisas eran. [178] [179]

Se afirma que un erudito árabe en 1258 notó varias apariciones recurrentes de un cometa (o un tipo de cometa), y aunque no está claro si consideró que se trataba de un único cometa periódico, podría haber sido un cometa con un período de alrededor de 63 años. [180]

En 1301, el pintor italiano Giotto fue la primera persona en representar con precisión y de forma anatómica un cometa. En su obra Adoración de los Magos , la representación que hizo Giotto del cometa Halley en el lugar de la estrella de Belén no tendría parangón en precisión hasta el siglo XIX y solo sería superada con la invención de la fotografía. [181]

Las interpretaciones astrológicas de los cometas cobraron importancia hasta bien entrado el siglo XV, a pesar de que la astronomía científica moderna empezaba a echar raíces. Los cometas seguían avisando de desastres, como se puede ver en las crónicas de Lucerna y en las advertencias del papa Calixto III . [181] En 1578, el obispo luterano alemán Andreas Celichius definió a los cometas como «el humo espeso de los pecados humanos... encendido por la ira ardiente y ardiente del Juez Supremo Celestial ». Al año siguiente, Andreas Dudith afirmó que «si los cometas fueran causados ​​por los pecados de los mortales, nunca estarían ausentes del cielo». [182]

Enfoque científico

En 1456 se hicieron intentos rudimentarios de medir la paralaje del cometa Halley, pero resultaron erróneos. [183] ​​Regiomontanus fue el primero en intentar calcular la paralaje diurna observando el Gran Cometa de 1472. Sus predicciones no fueron muy precisas, pero se llevaron a cabo con la esperanza de estimar la distancia de un cometa a la Tierra. [177]

En el siglo XVI, Tycho Brahe y Michael Maestlin demostraron que los cometas deben existir fuera de la atmósfera terrestre midiendo la paralaje del Gran Cometa de 1577. [ 184] Dentro de la precisión de las mediciones, esto implicaba que el cometa debía estar al menos cuatro veces más distante que la distancia entre la Tierra y la Luna. [185] [186] Basándose en observaciones de 1664, Giovanni Borelli registró las longitudes y latitudes de los cometas que observó, y sugirió que las órbitas cometarias pueden ser parabólicas. [187] A pesar de ser un astrónomo experto, en su libro de 1623 El ensayador , Galileo Galilei rechazó las teorías de Brahe sobre la paralaje de los cometas y afirmó que pueden ser una mera ilusión óptica, a pesar de la poca observación personal. [177] En 1625, el alumno de Maestlin, Johannes Kepler, sostuvo que la visión de Brahe sobre la paralaje cometaria era correcta. [177] Además, el matemático Jacob Bernoulli publicó un tratado sobre los cometas en 1682.

Durante el período moderno temprano, los cometas se estudiaban por su importancia astrológica en las disciplinas médicas. Muchos curanderos de esa época consideraban que la medicina y la astronomía eran interdisciplinarias y empleaban su conocimiento de los cometas y otros signos astrológicos para diagnosticar y tratar a los pacientes. [188]

Isaac Newton , en sus Principia Mathematica de 1687, demostró que un objeto que se mueve bajo la influencia de la gravedad por una ley del cuadrado inverso debe trazar una órbita con la forma de una de las secciones cónicas , y demostró cómo ajustar la trayectoria de un cometa a través del cielo a una órbita parabólica, utilizando el cometa de 1680 como ejemplo. [189] Describe a los cometas como cuerpos sólidos compactos y duraderos que se mueven en órbita oblicua y sus colas como delgadas corrientes de vapor emitidas por sus núcleos, encendidas o calentadas por el Sol. Sospechaba que los cometas eran el origen del componente vital del aire. [190] Señaló que los cometas suelen aparecer cerca del Sol y, por lo tanto, lo más probable es que orbiten alrededor de él. [171] Sobre su luminosidad, afirmó: "Los cometas brillan por la luz del Sol, que reflejan", con sus colas iluminadas por "la luz del Sol reflejada por un humo que surge de [la coma]". [171]

La órbita del cometa de 1680, ajustada a una parábola , como se muestra en los Principia de Newton

En 1705, Edmond Halley (1656-1742) aplicó el método de Newton a 23 apariciones de cometas que habían ocurrido entre 1337 y 1698. Observó que tres de ellas, los cometas de 1531, 1607 y 1682, tenían elementos orbitales muy similares , y además pudo explicar las ligeras diferencias en sus órbitas en términos de perturbación gravitacional causada por Júpiter y Saturno . Confiado en que estas tres apariciones habían sido tres apariciones del mismo cometa, predijo que aparecería de nuevo en 1758-59. [191] La fecha de retorno prevista de Halley fue refinada más tarde por un equipo de tres matemáticos franceses: Alexis Clairaut , Joseph Lalande y Nicole-Reine Lepaute , quienes predijeron la fecha del perihelio del cometa en 1759 con una precisión de un mes. [192] [193] Cuando el cometa regresó como se predijo, se lo conoció como el cometa Halley. [194]

Tal vez para agitar desde su enorme tren vaporoso
la humedad vivificante de los numerosos orbes
por los que serpentea su larga elipsis; tal vez
para prestar nuevo combustible a los soles en declive,
para iluminar mundos y alimentar el fuego etéreo.

James Thomson Las estaciones (1730; 1748) [195]

Ya en el siglo XVIII algunos científicos habían formulado hipótesis correctas sobre la composición física de los cometas. En 1755, Immanuel Kant planteó la hipótesis en su Historia natural universal de que los cometas se condensaban a partir de "materia primitiva" más allá de los planetas conocidos, que se "mueve débilmente" por la gravedad, luego orbitan con inclinaciones arbitrarias y se vaporizan parcialmente por el calor del Sol cuando se acercan al perihelio. [196] En 1836, el matemático alemán Friedrich Wilhelm Bessel , después de observar corrientes de vapor durante la aparición del cometa Halley en 1835, propuso que las fuerzas de chorro de material en evaporación podrían ser lo suficientemente grandes como para alterar significativamente la órbita de un cometa, y argumentó que los movimientos no gravitacionales del cometa Encke eran resultado de este fenómeno. [197]

En el siglo XIX, el Observatorio Astronómico de Padua fue un epicentro en el estudio observacional de los cometas. Dirigido por Giovanni Santini (1787-1877) y seguido por Giuseppe Lorenzoni (1843-1914), este observatorio se dedicó a la astronomía clásica, principalmente al nuevo cálculo de órbitas de cometas y planetas, con el objetivo de recopilar un catálogo de casi diez mil estrellas. Situado en la parte norte de Italia, las observaciones de este observatorio fueron clave para establecer importantes cálculos geodésicos, geográficos y astronómicos, como la diferencia de longitud entre Milán y Padua, así como entre Padua y Fiume. [198] La correspondencia dentro del observatorio, en particular entre Santini y otro astrónomo, Giuseppe Toaldo, mencionó la importancia de las observaciones orbitales de cometas y planetas. [199]

En 1950, Fred Lawrence Whipple propuso que, en lugar de ser objetos rocosos que contienen algo de hielo, los cometas eran objetos helados que contenían algo de polvo y roca. [200] Este modelo de "bola de nieve sucia" pronto fue aceptado y pareció estar respaldado por las observaciones de una armada de naves espaciales (incluida la sonda Giotto de la Agencia Espacial Europea y las Vega 1 y Vega 2 de la Unión Soviética ) que volaron a través de la coma del cometa Halley en 1986, fotografiaron el núcleo y observaron chorros de material en evaporación. [201]

El 22 de enero de 2014, los científicos de la ESA informaron de la detección, por primera vez definitiva, de vapor de agua en el planeta enano Ceres , el objeto más grande del cinturón de asteroides. [202] La detección se realizó utilizando las capacidades de infrarrojo lejano del Observatorio Espacial Herschel . [203] El hallazgo es inesperado porque los cometas, no los asteroides, se consideran típicamente "brotes de chorros y columnas". Según uno de los científicos, "Las líneas se están volviendo cada vez más borrosas entre cometas y asteroides". [203] El 11 de agosto de 2014, los astrónomos publicaron estudios, utilizando el Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) por primera vez, que detallaban la distribución de HCN , HNC , H 2 CO y polvo dentro de las comas de los cometas C/2012 F6 (Lemmon) y C/2012 S1 (ISON) . [204] [205]

Misiones de naves espaciales

Clasificación

Grandes cometas

Xilografía del Gran Cometa de 1577

Aproximadamente una vez por década, un cometa se vuelve lo suficientemente brillante como para ser notado por un observador casual, lo que lleva a que dichos cometas sean designados como grandes cometas. [151] Predecir si un cometa se convertirá en un gran cometa es notoriamente difícil, ya que muchos factores pueden hacer que el brillo de un cometa se desvíe drásticamente de las predicciones. [214] En términos generales, si un cometa tiene un núcleo grande y activo, pasará cerca del Sol y no está oscurecido por el Sol como se ve desde la Tierra cuando está en su punto más brillante, tiene la posibilidad de convertirse en un gran cometa. Sin embargo, el cometa Kohoutek en 1973 cumplió todos los criterios y se esperaba que se volviera espectacular, pero no lo hizo. [215] El cometa West , que apareció tres años después, tenía expectativas mucho menores, pero se convirtió en un cometa extremadamente impresionante. [216]

El Gran Cometa de 1577 es un ejemplo bien conocido de un gran cometa. Pasó cerca de la Tierra como un cometa no periódico y fue visto por muchos, incluidos los famosos astrónomos Tycho Brahe y Taqi ad-Din . Las observaciones de este cometa llevaron a varios hallazgos importantes para la ciencia cometaria, especialmente para Brahe.

A finales del siglo XX se produjo un largo intervalo sin la aparición de ningún gran cometa, seguido de la llegada de dos en rápida sucesión: el cometa Hyakutake en 1996, seguido por el Hale–Bopp , que alcanzó su máximo brillo en 1997 tras haber sido descubierto dos años antes. El primer gran cometa del siglo XXI fue el C/2006 P1 (McNaught), que se hizo visible a simple vista en enero de 2007. Fue el más brillante en más de 40 años. [217]

Cometas que rozan el sol

Un cometa rasante es un cometa que pasa extremadamente cerca del Sol en el perihelio, generalmente a unos pocos millones de kilómetros. [218] Aunque los cometas rasantes pequeños pueden evaporarse por completo durante un acercamiento tan cercano al Sol , los cometas rasantes más grandes pueden sobrevivir a muchos pasajes por el perihelio. Sin embargo, las fuertes fuerzas de marea que experimentan a menudo conducen a su fragmentación. [219]

Alrededor del 90% de los cometas rasantes observados con SOHO son miembros del grupo Kreutz , que se originan a partir de un cometa gigante que se dividió en muchos cometas más pequeños durante su primer paso por el Sistema Solar interior. [220] El resto contiene algunos cometas rasantes 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 es el padre de dos corrientes de meteoros , las Cuadrántidas y las Arítidas . [221]

Cometas inusuales

Diagrama de Euler que muestra los tipos de cuerpos en el Sistema Solar

De los miles de cometas conocidos, algunos presentan propiedades inusuales. El cometa Encke (2P/Encke) orbita desde fuera del cinturón de asteroides hasta justo dentro de la órbita del planeta Mercurio, mientras que el cometa 29P/Schwassmann–Wachmann actualmente viaja en una órbita casi circular enteramente entre las órbitas de Júpiter y Saturno. [222] 2060 Chiron , cuya órbita inestable está entre Saturno y Urano , fue clasificado originalmente como un asteroide hasta que se notó una coma débil. [223] De manera similar, el cometa Shoemaker–Levy 2 fue designado originalmente como asteroide 1990 UL 3. [224]

Más grande

El cometa periódico más grande conocido es el 95P/Chiron , de 200 km de diámetro, que alcanza el perihelio cada 50 años, justo dentro de la órbita de Saturno, a 8 UA. Se sospecha que el cometa más grande conocido de la nube de Oort es el cometa Bernardinelli-Bernstein , de unos 150 km de diámetro, que no alcanzará el perihelio hasta enero de 2031, justo fuera de la órbita de Saturno, a 11 UA. Se estima que el cometa de 1729 tenía unos 100 km de diámetro y alcanzó el perihelio dentro de la órbita de Júpiter, a 4 UA.

Centauros

Los centauros suelen comportarse con características tanto de asteroides como de cometas. [225] Los centauros pueden clasificarse como cometas como 60558 Echeclus y 166P/NEAT . 166P/NEAT fue descubierto mientras exhibía una coma, por lo que se clasifica como un cometa a pesar de su órbita, y 60558 Echeclus fue descubierto sin coma pero luego se volvió activo, [226] y luego se clasificó como cometa y asteroide (174P/Echeclus). Un plan para Cassini implicaba enviarlo a un centauro, pero la NASA decidió destruirlo en su lugar. [227]

Observación

Un cometa puede descubrirse fotográficamente utilizando un telescopio de campo amplio o visualmente con binoculares . Sin embargo, incluso sin acceso a equipo óptico, aún es posible para el astrónomo aficionado descubrir un cometa rasante del Sol en línea descargando imágenes acumuladas por algunos observatorios satelitales como SOHO . [228] El cometa número 2000 de SOHO fue descubierto por el astrónomo aficionado polaco Michał Kusiak el 26 de diciembre de 2010 [229] y ambos descubridores del Hale-Bopp utilizaron equipo amateur (aunque Hale no era un aficionado).

Perdido

Varios cometas periódicos descubiertos en décadas anteriores o siglos anteriores son ahora cometas perdidos . Sus órbitas nunca se conocieron lo suficientemente bien 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 es un cometa "perdido" antiguo. Un ejemplo es el cometa 11P/Tempel–Swift–LINEAR , descubierto en 1869 pero inobservable después de 1908 debido a perturbaciones de Júpiter. No fue encontrado nuevamente hasta que LINEAR lo redescubrió accidentalmente en 2001. [230] Hay al menos 18 cometas que encajan en esta categoría. [231]

En la cultura popular

La representación de los cometas en la cultura popular está firmemente arraigada en la larga tradición occidental de ver a los cometas como heraldos de fatalidad y como presagios de cambios que alterarían el mundo. [232] El cometa Halley por sí solo ha provocado una serie de publicaciones sensacionalistas de todo tipo en cada una de sus reapariciones. Se observó especialmente que el nacimiento y la muerte de algunas personas notables coincidieron con apariciones separadas del cometa, como los escritores Mark Twain (quien especuló correctamente que "saldría con el cometa" en 1910) [232] y Eudora Welty , a cuya vida Mary Chapin Carpenter dedicó la canción " Halley Came to Jackson ". [232]

En el pasado, los cometas brillantes solían inspirar pánico e histeria en la población general, pues se los consideraba malos augurios. Más recientemente, durante el paso del cometa 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 pudiera envenenar a millones de personas, [233] mientras que la aparición del cometa Hale-Bopp en 1997 desencadenó el suicidio en masa de la secta Puerta del Cielo . [234]

En la ciencia ficción , el impacto de los cometas se ha representado como una amenaza superada por la tecnología y el heroísmo (como en las películas de 1998 Deep Impact y Armageddon ), o como un detonante del apocalipsis global ( Lucifer's Hammer , 1979) o de los zombis ( Night of the Comet , 1984). [232] En Off on a Comet de Julio Verne , un grupo de personas quedan varadas en un cometa que orbita alrededor del Sol, mientras que una gran expedición espacial tripulada visita el cometa Halley en la novela 2061: Odisea tres de Sir Arthur C. Clarke . [235]

En la literatura

El cometa de largo período registrado por primera vez por Pons en Florencia el 15 de julio de 1825 inspiró el poema humorístico de Lydia SigourneyEl cometa de 1825. En el que todos los cuerpos celestes discuten sobre la apariencia y el propósito del cometa.

Galería

Vídeos

Véase también

Referencias

Notas al pie

  1. ^ "No creo que un cometa sea simplemente un incendio repentino, sino que se cuenta entre las obras eternas de la naturaleza." (Sagan y Druyan 1997, p. 26)
  2. ^ Seneca is quoted as stating, "Why ... are we surprised that comets, such a rare spectacle in the universe, are not yet grasped by fixed laws and that their beginning and end are not known, when their return is at vast intervals? ... The time will come when diligent research over very long periods of time will bring to light things which now lie hidden."[174]

Citations

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    • Clairaut (January 1759) "Mémoire sur la cométe de 1682," Le Journal des Sçavans, pp. 38–45. On p. 44, Clairaut predicts that Halley's comet would return in mid April 1759. From p. 44 (translated from French): " ... it seems to me that the expected comet must pass its perihelion towards the middle of next April." On p. 40, Clairaut states that his prediction might be slightly incorrect due to the presence of unknown planets beyond Saturn: "A body [i.e., Halley's comet] which passes into regions so remote, and which escapes our eyes during such long intervals, might be subjected to totally unknown forces; such as the action of other comets, or even of some planet always too far from the sun to ever be perceived."
    On 1759 April 7, the French astronomer Joseph-Nicolas Delisle announced to the Royal Academy of Sciences in Paris that he and his assistant Charles Messier had observed the return of Halley's comet, as predicted:
    • de l'Isle (June 1759) "Lettre de M. de l'Isle ... contenant la découverte du retour de la Comète de 1682, ... " (Letter from Mr. de l'Isle ... containing the discovery of the return of the comet of 1682), Le Journal des Sçavans, pp. 356–364.
    De l'Isle subsequently admitted that the comet's return had first been seen by a German amateur astronomer and farmer, Georg Palitzsch:
    • de l'Isle (August 1759) "Seconde lettre de M. de l'Isle," Le Journal des Sçavans, pp. 523–529. From p. 526 (translated from French): " ... I received a letter from Heidelberg on the first of April in the evening, in which it is written to me that there had been published at Leipzig on the 24th of January of this year a German memoir in which it is said that this comet had been seen in Saxony by a peasant, named Palisch, on the 25th and 26th of December of last year; I can hardly conceive how this peasant could have discovered it, this comet ... "
    The story behind the rediscovery of Halley's comet was given by Joseph Lalande in:
    • Delalande, Tables astronomiques de M. Halley, ... Et l'Histoire de la Comete de 1759. [Astronomical tables of Mr. Halley, ... and the history of the comet of 1759.] (Paris, France: Durand, 1759), pp. 91 ff. Lalande acknowledged the contributions of Madame Lepaute to predicting the return of Halley's comet on p. 110. From p. 110 (translated from French): " ... but it must be admitted that this immense series of details would have seemed frightening to me if Madame LEPAUTE, [who has] long applied [herself] successfully to astronomical calculations, had not shared in the work."
    See also:
    • Broughton, Peter (1985) "The first predicted return of comet Halley", Journal for the History of Astronomy, 16 : 123–132. Available at: Astrophysics Data System
    • Clairaut, Théorie du mouvement des comètes, ... [Theory of the movement of comets, ...] (Paris, France: Michel Lambert, 1760); see especially the preface.
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Bibliography

Further reading

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