La coma es la envoltura nebulosa alrededor del núcleo de un cometa , que se forma 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 ve 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 propia palabra cometa . [2] [3]
El coma generalmente está formado por hielo y polvo de cometa . [1] El agua compone hasta el 90% de los volátiles que salen del núcleo cuando el cometa se encuentra a 3 o 4 au (280 a 370 millones de millas ; 450 a 600 millones de kilómetros ) del Sol. [1] La molécula original de H 2 O se destruye principalmente mediante fotodisociación y, en mucho menor medida, 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 desde el Sol hacia la cola del cometa mediante una ligera presión .
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 , H2CO 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 de la sonda espacial Rosetta que estudiaba el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko determinó que los electrones (dentro de 1 km (0,62 millas) por encima del núcleo del cometa ) se producían a partir de la fotoionización del agua. Las moléculas de la radiación solar , y no los fotones del Sol como se pensaba antes, son las responsables de la liberación de las moléculas de agua y dióxido de carbono liberadas desde el núcleo del cometa hacia su coma. [6] [7]
Los comas suelen aumentar de 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 tuvo una coma aproximadamente del diámetro del Sol. [9] Aunque la coma puede llegar a ser bastante grande, su tamaño puede disminuir en el momento en que cruza la órbita de Marte, aproximadamente a 1,5 AU del Sol. [9] A esta distancia, el viento solar se vuelve lo suficientemente fuerte como para expulsar el gas y el polvo 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 con cuerpos de temperaturas muy altas . 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 la atmósfera de un cometa, chocan con los átomos y moléculas del cometa, "arrancando" uno o más electrones del cometa. Este desprendimiento conduce a la emisión de rayos X y fotones ultravioleta lejanos . [11]
Con un telescopio básico basado en la superficie de la Tierra y alguna técnica, se puede calcular el tamaño de la coma. [12] Llamado método de deriva, uno bloquea el telescopio en su posición y mide el tiempo que tarda el disco visible en pasar a través del campo de visión. [12] Ese tiempo multiplicado por el coseno de la declinación del cometa, multiplicado por 0,25, debería igualar el diámetro de la coma en minutos de arco. [12] Si se conoce la distancia al cometa, entonces 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 dirigida al 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 chocaban 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 de Halley cuando pasó cerca del cometa en 1986. [15] Se detectó un halo de gas de hidrógeno que tenía 15 veces el diámetro del Sol (12,5 millones de millas). ). Esto llevó a la NASA a apuntar 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 ha sido detectada desde la superficie de la Tierra porque esas longitudes de onda están bloqueadas por la atmósfera. [16] El proceso mediante 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, división del agua ):
Primero, un fotón ultravioleta del Sol golpea una molécula de agua en la coma del cometa y la ioniza, eliminando un electrón energético. Luego, este electrón golpea otra molécula de agua en el coma, rompiéndola en dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, y energizándolos en el proceso. Luego, estos átomos emiten luz ultravioleta que Alice detecta en longitudes de onda características. [17]
Skylab detectó un halo de gas de hidrógeno tres veces el tamaño del Sol alrededor del cometa Kohoutek en la década de 1970. [18] SOHO detectó un halo de gas hidrógeno de más de 1 AU de radio 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 larga distancia antes de ser ionizados por el Sol. [20] Cuando los átomos de hidrógeno están ionizados, 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 superiores del halo de 67P eran agua, dióxido de carbono, monóxido de carbono y oxígeno. [22] La proporción de oxígeno y agua que sale del cometa se mantuvo constante durante varios meses. [22]
