Los vientos del ocaso y las dunas del cometa 67P

Uno de las mayores sorpresas de la misión Rosetta fue el descubrimiento de dunas en la superficie del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. Aunque inesperadas, desde un principio se pensó que estas estructuras se han formado gracias a la tenue atmósfera que existe alrededor del núcleo cometario por la sublimación de hielos cuando el cometa está cerca del Sol. Ahora bien, una cosa es que exista una atmósfera y otra muy distinta es que aparezcan dunas. ¿Qué mecanismo es capaz de explicar la existencia de viento en un cometa?

Dunas en la región de Hapi del cometa 67P (dentro del círculo rojo (ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA).
Dunas en la región de Hapi del cometa 67P (dentro del círculo rojo (ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA).

Las dunas de Chury se encuentran en el ‘cuello’ del cometa, en la denominada región de Hapi, así como en los dos lóbulos, las regiones de Ma’at y Ash, por ejemplo. Su longitud alcanza los 18 metros y pueden llegar a tener 2 metros de altura. Están separadas entre sí unos diez metros y se hallan compuestas por partículas de un centímetro de diámetro aproximadamente. Según los modelos teóricos disponibles antes de que Rosetta llegase a Chury el hielo sublimado debería alcanzar la velocidad de escape del núcleo y expandirse radialmente formando la coma (la ‘atmósfera’ del cometa). Las dunas en la Tierra, Marte o Titán se forman por la acción de vientos que soplan en horizontal sobre una superficie con una gravedad considerable. En el cometa los vientos deberían soplar verticalmente y, para colmo, la gravedad es tan débil (0,0002 veces la aceleración de la gravedad en la Tierra) que la formación de dunas debería ser imposible.

Dunas y depósitos eólicos en la superficie de Chury (ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA).
Dunas de la región de Hapi (ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA).
Dunas de la región de Hapi (ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA).
(ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA).
Dunas e la región de Maftet (b) y Hatmehit (c) (ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA).
ad
Dunas en Maftet (A) y en Hapi (B) (ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA).

Pero ahí están. Obviamente debe haber algún fenómeno que permita la aparición de vientos en horizontal en el núcleo de un cometa. Antes de que Rosetta y otras sondas nos mostrasen de cerca cómo son los núcleos cometarios se pensaba que estos eran bolas de nieve sucias. Rosetta ha demostrado que más bien es al revés, o sea, en realidad son bolas de roca y polvo ensuciado con hielo. Aunque es cierto que existen depósitos de hielo virgen, tanto de agua como de dióxido de carbono y monóxido de carbono, por lo general toda la superficie es extremadamente polvorienta y las zonas de hielo expuestas al vacío son más bien pocas y con una superficie muy pequeña. Rosetta demostró que la mayor parte del hielo se sublima bajo la capa superficial de polvo y que el vapor mueve el regolito superficial al filtrarse en su camino hacia el exterior. Esta sublimación constante, aunque poco espectacular, es la causante de que la atmósfera de vapor de agua sea diez veces más densa de lo esperado (no obstante, Rosetta también demostró que existen zonas con intensas emisiones puntuales de vapor, especialmente en las grandes fosas que aparecen en la superficie del núcleo).

sas
Esquema de la capa superficial del cometa. El hielo (azul oscuro) está mezclado con los granos de polvo bajo la superficie. El hielo se sublima a través (P. Jia et al.).

En un reciente análisis investigadores del Laboratoire de Physique et Mécanique des Milieux Hétérogènes de París han determinado que durante el perihelio —el punto más cercano al Sol de la órbita del cometa— la presión atmosférica en el lado iluminado del Chury, donde se sublima el hielo de agua, llega a ser diez veces superior a la del lado nocturno. Esta diferencia de presión es la causante de vientos especialmente intensos durante el amanecer y el ocaso en el cometa, vientos que, contra todo pronóstico, tienen la fuerza suficiente para arrastrar granos de polvo y formar las misteriosas dunas de Chury.

Vientos en la superficie de Chury al amanecer y al atardecer. En el recuadro B se aprecia la atmósfera de vapor de agua delineada en verde
Vientos en la superficie de Chury al amanecer y al atardecer. En el recuadro B se aprecia la atmósfera de vapor de agua delineada en verde (P. Jia et al.).
sas
Relación entre el tamaño de los granos de polvo y la velocidad mínima para moverlos. El tamaño óptimo es para partículas con un diámetro de un centímetro (P. Jia et al.).

Por supuesto, llamar ‘viento’ al flujo de vapor de agua entre el lado diurno y el lado nocturno del cometa es muy generoso. No en vano, la atmósfera de vapor de agua del cometa posee una densidad que ronda la diezmillonésima parte de la atmósfera terrestre. Sin embargo, la bajísima gravedad y el hecho de que las partículas de polvo superficial están sueltas en la superficie es aparentemente suficiente para crear estas dunas, unas estructuras que nunca hubiéramos esperado encontrar en un cuerpo tan pequeño como es el núcleo de un cometa. Chury es el único cometa que hemos estudiado de cerca durante un periodo prolongado de tiempo y, pese a todo, hemos descubierto paisajes únicos y sorprendentes. ¿Qué otras maravillas se esconderán en los millones de cometas que orbitan alrededor del Sol?

Referencias:


15 Comentarios

Participa Suscríbete

fobos9fobos9

Impresionantes las dunas en un cometa
Impresionante la resolución de las fotos
Y sobre todo impresionante la cantidad de post que subes semanalmente. Cuando fuimos tios supuse que nos tendriamos que conformar con 2 o 3 posts semanales. Pero no, sigues como siempre. gracias Daniel por tu dedicación y esfuerzo!

Otto FigueroaOtto Figueroa

Por “pequeño” que sea un objeto celeste, como lo pueda ser este fascinante cometa que Rosetta nos ha hecho tan familiar; me causa asombro el reconocer que se trata de todo un mundo en sí mismo, con tanto por explorar, conocer y aprender. Pero desolados. Y que la tierra es esa especie de “nave nodriza” diseñada con todo lo que necesitamos para vivir en ella a través de generaciones y que nos empeñamos tanto en arruinarla, inconcientemente a veces. No le veo sentido en querer vivir permanentemente en alguna luna o planeta; pero sí en visitar y explorar hasta donde se pueda.
Daniel, no sé cómo posteas tan seguido; pero reviso todos los días éste blog y cuando encuentro algo nuevo se calma la ansiedad. Gracias!

Santiago BaleaSantiago Balea

Ola! Por encima de los debates que generó en su momento la misión Rosetta-Philae y si éxito o fracaso (hablando globalmente) en la consecución de objetivos, es indudable que nuestro conocimiento de los cometas (al menos de este tipo de cometas) ha mejorado. Todavía recuerdo algún documental en el que, en efecto, se explicaba la composición de cometas como bolas de hielo sucio, parece, según nos dice este artículo, que no es así y esto hace que nos preguntemos cuántos casos más habrá de fenómenos o “texturas” que damos por supuestas en el Sistema Solar y en el Universo y que no van a ser como nosotros pensamos. Lo de la formación de dunas dudo que haya estado en la mente del más perspicaz de los investigadores, al menos no lo había oido nunca.

danieldaniel

Las siete microcámaras CIVA-P nos proporcionarán una vista de 360º del lugar de aterrizaje, así como visión en estéreo en una dirección. CIVA también incluye el microscopio CIVA-P para obtener detalles de las muestras del cometa
http://danielmarin.naukas.com/2014/0...-rosetta-5/
Antes de que salga alguno a decir el éxito que fue Philae, confundiendo otra vez Philae con Rosetta, hay que recordar lo que podría haberse conseguido si hubiese aterrizado como debía. En este caso, con las cámaras de Philae se habría observado la superfice del cometa EN DETALLE y con una resolución que permitirían aclarar mucho más la cuestión de las dunas.

JxJx

Rosetta: exito. (TGO: exito).
Philae: fracaso. (Shiaparelli: fracaso).
Mas allá de eso nuestra comprensión de los cometas aumento enormemente. Globalmente la misión fue un éxito a pesar de que de Modulo Philae no se pudo obtener mayor cosa.

JxJx

Hay que reconocerle al modulo Philae en ser el primer artefacto humano en “posarse” sobre un cometa (aunque en realidad aterrizo rebotando) de resto sus resultados fueron nimios, y por mas que sufran de negación, el modulo Philae fue un fracaso …
… hasta ahora la Agencia Espacial Europea no le ha ido muy bien con los aterrizadores, quizás el único fue el Modulo Huygens, aunque tuvo éxito, tuvo sus fallos de diseño.
En cuanto a ‘Rovers’ la ESA no tiene ninguno, en cambio los Chinos ya colocaron uno en la Luna.

fisivi

Muy interesante y sugerente.
De los datos e imágenes tomados del cometa “Churi” seguro que hay todavía mucho que aprender. Los cometas, que se esperaba que fueran una muestra congelada del origen del sistema solar, parecen tan dinámicos o más que los planetas.
En algún sitio que no recuerdo, leí que estos cuerpos pequeños suelen romperse y recomponerse con frecuencia.

PabloPablo

Hombre, si los cometas dejan una estela (la famosa “cola”) al pasar cerca del Sol, por cula del viento solar, no me resulta extraño que haya un cierto “movimiento” en su superficie, no tanto debido a la “atmósfera” del propio cometa, sino a este efecto. Sin decir que no pueda haber otras causas.

GinésGinés

Offtopic:
Daniel, queremos una entrada sobre Zero 2 Infinity, empresa española que pretende poner microsatélites en órbita partiendo de globos estratosféricos.

carlos reyes

Pudiera llamarse turbulencia de vapor a lo que se le dice viento por flujo de vapor, porque me parece a mi que es la expresión mas adecuada.

fisivi

La rotación del cometa, al ser diferente la velocidad lineal del interior de la del exterior, combinada con la salida de vapor de agua ¿no podría generar un viento en la superficie? Sería similar a la fuerza de coriolis. Aunque ese viento fuera débil, debido a la poca gravedad del planeta quizá sea suficiente para mover el material suelto en una dirección persistente y ser una de las causas de las dunas.

Responde a Otto Figueroa

Tu email nunca será mostrado o compartido. No olvides rellenar los campos obligatorios.

Obligatorio
Obligatorio
Obligatorio

Puedes usar las siguientes etiquetas y atributos HTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Cancelar