La coma es la envoltura nebulosa que rodea el núcleo de un cometa , formada cuando el cometa pasa cerca del Sol en su órbita altamente elíptica . A medida que el cometa se calienta, partes de él se subliman ; [1] esto le da al cometa una apariencia difusa cuando se observa a través de telescopios y lo distingue de las estrellas . La palabra coma proviene del griego κόμη ( kómē ), que significa "cabello" y es el origen de la palabra cometa en sí. [2] [3]
La coma está generalmente formada por hielo y polvo de cometa . [1] El agua compone hasta el 90% de los volátiles que salen del núcleo cuando el cometa está a 3-4 ua (280-370 millones de mi ; 450-600 millones de km ) del Sol . [1] La molécula madre H 2 O se destruye principalmente a través de la fotodisociación y en un grado mucho menor de la fotoionización . [1] El viento solar juega un papel menor en la destrucción del agua en comparación con la fotoquímica . [1] 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 .
El 11 de agosto de 2014, los astrónomos publicaron estudios, utilizando por primera vez el Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) , 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) . [4] [5] El 2 de junio de 2015, la NASA informó que el espectrógrafo ALICE en la sonda espacial Rosetta que estudia el cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko 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 los responsables de la liberación de moléculas de agua y dióxido de carbono liberadas desde el núcleo del cometa hacia su coma. [6] [7]
Las comas suelen crecer en tamaño a medida que los cometas se acercan al Sol, y pueden ser tan grandes como el diámetro de Júpiter, aunque la densidad es muy baja. [2] Aproximadamente un mes después de una explosión en octubre de 2007, el cometa 17P/Holmes tuvo brevemente una tenue atmósfera de polvo más grande que el Sol. [8] El Gran Cometa de 1811 también tenía una coma aproximadamente del diámetro del Sol. [9] Aunque la coma puede llegar a ser bastante grande, su tamaño puede en realidad disminuir aproximadamente en el momento en que cruza la órbita de Marte alrededor de 1,5 UA del Sol. [9] A esta distancia, el viento solar se vuelve lo suficientemente fuerte como para soplar el gas y el polvo lejos de la coma, agrandando la cola . [9]
A finales de marzo de 1996 se descubrió que los cometas emitían rayos X. [10] Esto sorprendió a los investigadores, porque la emisión de rayos X suele estar asociada a cuerpos de muy alta temperatura . Se cree que los rayos X se generan por la interacción entre los cometas y el viento solar: cuando iones altamente cargados vuelan a través de una atmósfera cometaria, chocan con átomos y moléculas cometarios, "arrancando" uno o más electrones del cometa. Este arranque conduce a la emisión de rayos X y fotones ultravioleta lejanos . [11]
Con un telescopio terrestre básico y algunas técnicas, se puede calcular el tamaño de la coma. [12] El llamado método de deriva, consiste en fijar el telescopio en posición y medir el tiempo que tarda el disco visible en pasar por el campo de visión. [12] Ese tiempo, multiplicado por el coseno de la declinación del cometa, por 0,25, debería ser igual al diámetro de la coma en minutos de arco. [12] Si se conoce la distancia al cometa, se puede determinar el tamaño aparente de la coma. [12]
En 2015, se observó que el instrumento ALICE de la nave espacial Rosetta de la ESA en el cometa 67/P detectó hidrógeno, oxígeno, carbono y nitrógeno en la coma, a la que también llamaron atmósfera del cometa. [13] Alice es un espectrógrafo ultravioleta y descubrió que los electrones creados por la luz ultravioleta colisionaban y rompían moléculas de agua y monóxido de carbono. [13]
OAO-2 ('Stargazer') descubrió grandes halos de gas hidrógeno alrededor de los cometas. [14] La sonda espacial Giotto detectó iones de hidrógeno a una distancia de 7,8 millones de kilómetros del Halley cuando pasó cerca del cometa en 1986. [15] Se detectó un halo de gas hidrógeno de 15 veces el diámetro del Sol (12,5 millones de millas). Esto provocó que la NASA apuntara la misión Pioneer Venus al cometa, y se determinó que el cometa emitía 12 toneladas de agua por segundo. La emisión de gas hidrógeno no se ha detectado desde la superficie de la Tierra porque esas longitudes de onda están bloqueadas por la atmósfera. [16] El proceso por el cual el agua se descompone en hidrógeno y oxígeno fue estudiado por el instrumento ALICE a bordo de la nave espacial Rosetta. [17] Una de las cuestiones es de dónde proviene el hidrógeno y cómo (por ejemplo, la división del agua ):
En primer lugar, un fotón ultravioleta del Sol choca con una molécula de agua en la coma del cometa y la ioniza, eliminando un electrón energético. Este electrón choca luego con otra molécula de agua en la coma, descomponiéndola en dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, y energizándolos en el proceso. Estos átomos emiten entonces luz ultravioleta que es detectada en longitudes de onda características por Alice. [17]
En la década de 1970, Skylab detectó un halo de gas hidrógeno tres veces más grande que el Sol alrededor del cometa Kohoutek . [18] SOHO detectó un halo de gas hidrógeno con un radio mayor a 1 UA alrededor del cometa Hale–Bopp . [19] El agua emitida por el cometa se descompone con la luz solar y el hidrógeno, a su vez, emite luz ultravioleta. [20] Se ha medido que los halos tienen diez mil millones de metros de diámetro, muchas veces más grandes que el Sol. [20] Los átomos de hidrógeno son muy ligeros, por lo que pueden viajar una gran distancia antes de ser ionizados por el Sol. [20] Cuando los átomos de hidrógeno se ionizan, son especialmente arrastrados por el viento solar. [20]
La misión Rosetta encontró monóxido de carbono, dióxido de carbono, amoníaco, metano y metanol en la coma del cometa 67P, así como pequeñas cantidades de formaldehído, sulfuro de hidrógeno, cianuro de hidrógeno, dióxido de azufre y disulfuro de carbono. [21]
Los cuatro gases principales en el halo de 67P eran agua, dióxido de carbono, monóxido de carbono y oxígeno. [22] La proporción de oxígeno y agua que emanaba del cometa se mantuvo constante durante varios meses. [22]
