El origen del cometa Churyumov-Gerasimenko y otros descubrimientos de Rosetta (Bitácora de Rosetta 14)

La sonda europea Rosetta no ha parado de orbitar el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko desde el pasado agosto. Es la primera vez que un artefacto humano puede estudiar durante tanto tiempo un cometa y cómo aumenta su actividad a medida que se acerca al Sol. La razón principal para estudiar cometas es que se supone que se trata de restos primigenios de la formación del sistema solar, así que cabe preguntarse si la sonda Rosetta ha logrado despejar alguna incógnita sobre el origen de Chury. Y la respuesta es afirmativa.

Chorros de polvo del cometa 67P vistos por la cámara NAVCAM de Rosetta el 28 de abril ().
Chorros de polvo del cometa 67P vistos por la cámara NAVCAM de Rosetta el 28 de abril (ESA/Rosetta/NAVCAM).

Pero antes de nada debemos recordar que existen dos modelos para explicar el origen de los cometas. El primero es el denominado de acreción jerárquica, según el cual los cometas fueron creciendo gradualmente a partir de la unión de planetesimales como si fueran planetas pequeños. Otro modelo favorece una formación a partir de una nube de guijarros de un tamaño más homogéneo. En el primer caso tendríamos cuerpos más o menos sólidos, mientras que en el segundo los cometas serían grandes pilas de escombros poco densas apenas unidas entre sí.

Regiones del cometa 67P (ESA).
Regiones del cometa 67P (ESA).

El cometa 67P fue elegido por el equipo de la misión, además de por sus características orbitales, por ser un cometa relativamente ‘fresco’ con una superficie supuestamente joven (en realidad el cometa elegido inicialmente fue el 46P/Wirtanen, pero tuvo que descartarse al retrasarse el lanzamiento). Chury pasó en 1959 por las cercanías de Júpiter, un encuentro que redujo su perihelio considerablemente y ha provocado que el cometa sufra una tasa de desgaste debida a la sublimación más elevada desde entonces. Sin embargo, Rosetta nos ha revelado un mundo con una curiosa forma. En vez de ser un núcleo normal y corriente, Chury está formado por dos lóbulos diferentes unidos por un ‘cuello’ (también llamada región de Hapi). La pregunta que se ha hecho todo el mundo desde entonces es si el Churyumov-Gerasimenko obtuvo su forma actual mediante la unión de dos fragmentos más pequeños o si por el contrario su configuración actual es producto de la erosión sufrida.

Y la respuesta según el equipo de la cámara OSIRIS parece ser la primera. Efectivamente, las imágenes obtenidas sugieren que Chury se creó por una unión relativamente suave entre dos objetos distintos. La velocidad del choque sería del orden de entre 10 y 20 m/s. Ahora bien, la cuestión es cuándo se produjo esta unión. La mayoría de modelos predicen que la colisión a baja velocidad que creó el 67P tuvo lugar durante los primeros diez millones de años tras el nacimiento del sistema solar, por lo que la estructura de este cometa sería realmente primigenia.

Sin embargo, no se puede descartar que sea el resultado de una reacumulación de fragmentos previamente eyectados durante una colisión catastrófica con un cuerpo más grande en vez de ser una unión de dos objetos a baja velocidad. En este caso Chury se habría formado millones de años más tarde. Las propiedades de ambos lóbulos parecen ser muy similares, pero el lóbulo más pequeño presenta lo que parecen ser evidencias de un choque energético, lo que quizá sería un punto a favor del último escenario. Estas evidencias no son otra cosa que las numerosas capas y estratos que se aprecian en la superficie, aunque lo cierto es que también podrían ser el resultado de una colisión suave entre dos cuerpos muy porosos.

Caps detectadas por Rosetta en el lóbulo mayor (H. Rickman et al.).
Caps detectadas por Rosetta en el lóbulo mayor. Imágenes reales de OSIRIS (a y c) comparadas con modelos (H. Rickman et al.).
Fracturas en el lóbulo pequeño. a) y c) son imágenes reales de OSIRIS. Se aprecia la nutrida red de fallas y fracturas de los acantilados Hathor (
Fracturas en el lóbulo pequeño. a) y c) son imágenes reales de OSIRIS. Se aprecia la nutrida red de fallas y fracturas de los acantilados Hathor (H. Rickman et al.).

Las fotografías de OSIRIS sugieren también que una capa superficial de varias decenas o centenares de metros se ha sublimado a lo largo de la larga historia del cometa. Esto explicaría la juventud de su superficie, casi sin cráteres, a pesar de que los modelos teóricos predicen que Chury debería estar cubierto por entre cien y mil cráteres con un diámetro superior a un metro. Los cuerpos binarios son muy comunes entre los asteroides cercanos a la Tierra (NEAS), los asteroides del cinturón principal, los centauros y los objetos transneptunianos. De hecho, se estima que los objetos binarios constituyen entre el 10% y el 20% de todos los cuerpos menores, así que Chury no sería una rareza.

La cámara OSIRIS de Rosetta también ha estudiado el brillo del núcleo y parece ser que en este sentido Chury es similar a otros cometas como el Hartley 2 o el Temple 1. Eso sí, la región de Hapi -el cuello- es un 16% más brillante que el resto del cometa, mientras que las zonas de Apis y Seth son entre un 8% y un 10% más oscuras.

Imágenes de OSIRIS en falso color del 67P en las que se aprecian las diferencias de brillo (S. Fornasier et al.).
Imágenes de OSIRIS en falso color del 67P en las que se aprecian las diferencias de brillo (S. Fornasier et al.).
Detalle de la región del cuello de Chury según imágenes de la cámara OSIRIS del pasado agosto ().
Detalle de la región del cuello de Chury según imágenes de la cámara OSIRIS del pasado agosto (S. Fornasier et al.).

Por otro lado, el cometa ha incrementado su actividad a medida que se aproxima al perihelio, emitiendo más y más partículas de polvo. Estas partículas, analizadas por el instrumento GIADA, tienen un tamaño entre 0,03 y 1 mm y unas velocidades de entre 2 y 6 m/s. Por ahora no se han identificado regiones específicas que actúen como fuente principal de estos chorros de polvo. De hecho, las últimas investigaciones demuestran que es posible que el polvo surja a partir de toda la superficie del núcleo casi por igual y que los supuestos chorros son en realidad zonas donde se concentra el polvo debido a la forma, gravedad y periodo de rotación del cometa.

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Modelo de formación de chorros de polvo a partir de una expulsión homogénea (izquierda) comparado con imágenes reales de la NAVCAM (derecha)(T. Kramer et al.).

Estos descubrimientos, sumados al hecho de que el instrumento ROMAP de Rosetta no ha detectado ningún campo magnético en Chury, sirven para poner límites a los modelos de formación del sistema solar. En los próximos años estos datos seguro darán mucho que hablar.

Referencias:

  • http://arxiv.org/pdf/1505.07021v1.pdf
  • http://arxiv.org/pdf/1505.06888v1.pdf
  • http://arxiv.org/pdf/1505.08041.pdf
  • http://www.sciencemag.org/content/early/2015/04/13/science.aaa5102

21 Comentarios

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Horacio de ArgentinaHoracio de Argentina

Es sorprendente este guijarro, las cosas que estamos aprendiendo de él. Y me sorprende aún más que un artefacto humano esté orbitándolo y lo seguirá haciendo espero que por mucho más tiempo.
Gracias Daniel por la info.

Santiago BaleaSantiago Balea

Ola, esperábamos ansiosos esta actualización…

Y Philae?? Se albergaban esperanzas que pudiera “resucitar” en Mayo o Junio pero de momento y por lo visto, nada…

JordiJordi

La misión acaba oficialmente en diciembre 2015, porque quieren esperarse a setiembre 2016? A menos, claro está, que consideren que vale la pena seguir estudiando el cometa nueve meses más. Tendrán que evaluar si merece la pena el posible retorno científico vs el coste de mantener los equipos y las infraestructuras dedicadas a la misión.

AgüimenseAgüimense

Si estos chicos consiguen achuryzar?? a Rosseta es para ponerles una medalla. Imaginen imágenes de Osiris a nivel ya de suelo. Un saludo.

danieldaniel

Coloqué el mensaje en mal lugar. Decía que eso suena a que ya dan a Philae por muerta.

TxemaryTxemary

No tiene por qué, supongo que a los implicados en la misión les interesa mantener sus empleos el mayor tiempo posible…

PauPau

Hola Daniel!
Me he aficionado últimamente a tu blog porque me gustan todos los temas que se tratan, me encanta y el rigor con el que escribes tus artículos y alucino con la periodicidad con la que lo haces.
La única pega que encuentro es mi propia ignorancia con muchos de los conceptos básicos tales como ‘perihelio’ o ‘los centauros’ que se nombran en tus entradas y que tengo que recurrir a otras fuentes para enterarme de qué son.
En resumidas cuentas, creo que es un blog para gente con conocimientos ya avanzadillos en el tema.
¿Te has planteado alguna vez una especie de sección en la que se expliquen los conceptos más básicos?

Gracias!

Jose PJose P

Continúa leyendo el blog y ya veras como empiezas a incorporar los términos. Si usas el buscador de la página, vas a encontrar muchas entradas donde se explican conceptos básicos, medios y avanzados.
Acá tienes una entrada donde encontrarás muchos conceptos orbitales:
http://danielmarin.naukas.com/2011/1...ar-a-marte/
Saludos.

JordiJordi

Yo tb voy aprendiendo sobre la marcha, con el tiempo lo irás pillando. A base de google y wikipedia se aprende un montón :-)

JVMJVM

Si no tiene campo magnético no tiene nada que ver la formación de un cometa con un planeta, no?

Pedro

Es emocionante ver la de cosas que se pueden aprender de un pedrusco. ¿Alguna noticia del experimento de radio (revisar cómo se comportaban las ondas de radio que iban de Rosetta a/desde Philae para estudiar el interior del cometa)? Imagino que con lo poco que duró Philae poca cosa se habrá podido hacer -si es que se ha podido hacer algo-.

David_1993David_1993

Uhmmm lo de “bitácota” en el nombre del Tema no sé si es correcto… ¿no sería bitácora?

Buen tema como siempre,Daniel

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