Diez motivos por los que el cometa Churyumov-Gerasimenko es un lugar fascinante

Por Daniel Marín, el 10 febrero, 2015. Categoría(s): Astronomía • ESA • Rosetta • Sistema Solar ✎ 47

La sonda Rosetta nos está mostrando por primera vez detalles sin precedentes de un cometa. Nunca antes habíamos visto un pequeño mundo de este tipo tan de cerca y, lógicamente, estamos descubriendo características fascinantes del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. Veamos unas cuantas.

El cometa 67P visto el 31 de enero de 2015. Ya se aprecian claramente algunos chorros (ESA/NAVCAM).

1- Dunas y viento en un mundo sin atmósfera

Una de las grandes sorpresas de la misión ha sido el descubrimiento de dunas y otros depósitos eólicos. Estos depósitos son abundantes en Hapi, como se ha bautizado la región del cuello que separa los dos lóbulos en los que se divide el núcleo. Pero, ¿cómo puede existir viento en un mundo sin atmósfera? Pues se debe a que un cometa no es un mundo estático, sino que emite grandes cantidades de gases y de polvo a medida que el hielo se sublima cada vez que pasa cerca del Sol. Es decir, Chury crea su propia atmósfera cada vez que pasa por el perihelio. Y no solo hablamos de dunas. Rosetta también ha visto lo que parecen ser avalanchas y pequeños desplazamientos de material, y eso a pesar de que el cometa todavía no se encuentra en el perihelio (el punto más cercano al Sol).

Dunas y depósitos eólicos en la superficie de Chury (ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA).

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Evolución de la superficie en varios meses según imágenes captadas por la cámara OSIRIS en la región de Hapi (ESA/OSIRIS/Ciel et Space).

2. Un cometa más ligero que el corcho

Chury no es un cuerpo macizo, sino que se trata de una mezcla de hielo de agua, roca y sustancias orgánicas con una densidad de tan solo 470 ± 45 kg/m³. O sea, menos de la mitad de la densidad del agua líquida y por debajo de la del corcho (que tiene una densidad de 400–1500 kg/m³). Esto nos indica que el núcleo debe ser poroso y estar repleto de huecos, aunque su estructura interna es, a la espera de más datos del instrumento CONSERT, objeto de debate en estos momentos. Esta densidad implica que el 80% del cometa debe estar vacío, pero no se sabe si los huecos son microscópicos o si estamos hablando de grandes oquedades y cuevas en el interior del cometa (esto último sería impresionante, sin duda).

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Detalle de la región del cuello (Hapi) de Chury (ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA).
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Las distintas zonas de Chury han sido bautizadas según la mitología egipcia (ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA).

3. Un mundo con estaciones extremas

Chury tarda seis años terrestres en dar una vuelta al Sol, pero su órbita es mucho más excéntrica que la de nuestro planeta. Esto provoca que haya diferencias de hasta 150º C entre las temperaturas superficiales medias en el perihelio y en el afelio. Ahora bien, el eje de rotación de Chury se halla inclinado con respecto a la eclíptica y, como en la Tierra, es esta característica la causante de las estaciones. Pero el eje de Chury está inclinado 53º en vez de los 23º de nuestro planeta, por lo que, si sumamos este hecho a la elevada excentricidad de su órbita, las estaciones son realmente extremas. El hemisferio norte tiene un verano largo, aunque no muy ‘caluroso’. Por el contrario, el hemisferio sur posee un verano de tan solo diez meses, pero al coincidir con el perihelio es excepcionalmente caliente. En estos momentos el hemisferio sur se encuentra en sombras, por lo que su temperatura media ronda los gélidos -250º C (o sea, 23 K). Por contra, las temperaturas más altas medidas el pasado septiembre alcanzaban unos ‘templados’ -83º C.

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Perfil de temperaturas de Chury medidas por el instrumento MIRO. Las más bajas corresponden a 23K (CNES/Gulkis et al.).

4. Los impresionantes acantilados Hathor

El cometa 67P posee unos acantilados de 900 metros de altura en la región del cuello del núcleo. Puede que los acantilados Hathor no sean tan imponentes como los Verona Rupes de Miranda, los acantilados más altos del sistema solar, pero proporcionalmente son mucho más espectaculares. Por otro lado, la forma irregular de Chury hace que sea muy difícil determinar la vertical local. El potencial gravitatorio es muy caprichoso en este cometa y zonas que parecen verticales a primera vista luego no lo son tanto. Chury es un mundo donde tu oído interno y tus ojos no se pondrían siempre de acuerdo.

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Los impresionantes acantilados Hathor, con la región de Hapi a sus pies (ESA/Rosetta/NAVCAM/Stuart Atkinson).

5. Un mundo más oscuro que el carbón

A pesar de lo que uno pudiera pensar al ver las imágenes de Rosetta, Chury es, literalmente, más oscuro que el carbón. Su albedo es de solo el 6%, gracias a la enorme cantidad de sustancias orgánicas que cubren su superficie. Cierto es que no es más oscuro que otros cometas visitados previamente, como por ejemplo el Halley, pero es un hecho que no deja de sorprendernos. No en vano por algo se dice que los cometas son bolas de nieve sucias.

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Comparativa del albedo de la Tierra, la Luna y el cometa 67P tal y como lo veríamos con nuestros ojos (ESA).

6. Un cometa que se evapora (bueno, se sublima)

Lógicamente, como todo cometa que se precie, Chury pierde masa cada vez que pasa por el perihelio por la sublimación del hielo. El pasado junio, cuando Rosetta se aproximaba al cometa el núcleo perdía solamente 0,3 litros de agua por segundo, una cantidad que se incrementó a 1,2 litros por segundo a finales de agosto. Pero a medida que llegue el verano el desgaste será mayor. Se estima que el hemisferio sur perderá de media unos veinte metros superficiales, mientras que el desgaste en el hemisferio norte será de diez metros. Eso sí, no de forma uniforme. La región del cuello, poco iluminada, no tendrá estos niveles de desgaste. En total, por cada paso por el perihelio Chury pierde entre 3 y 5 millones de toneladas. Parece mucho, pero no olvidemos que su masa es de diez mil millones de toneladas (1013 kg). Por otro lado, debemos recordar que Chury no emite únicamente vapor de agua. La coma -la ‘atmósfera’ que rodea el núcleo- de 67P presenta una composición muy heterogénea rica en polvo y otros gases (principalmente monóxido de carbono y dióxido de carbono), tal y como ha medido el experimento ROSINA. En concreto, las zonas de la superficie que emiten dióxido de carbono se hallan localizadas en las regiones que actualmente están poco iluminadas, algo esperado a partir de los anteriores encuentros de sondas con otros cometas.

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Actividad de Chury en forma de chorros (ESA).
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Modelos de desgaste del núcleo de Chury en función de los metros perdidos por cada perihelio. El hemisferio sur se desgasta mucho más que el norte (ESA/DLR).
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Zonas de la superficie que emiten preferentemente vapor de agua (azul) y CO2 (rojo) de acuerdo con el instrumento ROSINA entre el 17 de agosto y el 22 de septiembre de 2014 (ESA/Rosetta/ROSINA/UBern).
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Actividad del cometa el 3 de febrero de 2015 (ESA/Rosetta/NAVCAM).

7. Los curiosos agujeros de la superficie

La cámara OSIRIS ha detectado numerosos agujeros en la superficie de Chury. Aunque muchos chorros surgen directamente de varias zonas en la región del cuello, las fosas están ligadas con otras zonas activas, tanto presentes como pasadas. Es decir, estos agujeros es por donde escapa la mayor parte del polvo y los gases del núcleo. Por ahora no está claro si estos agujeros están relacionados con cráteres de impacto, así que su origen no está nada claro.

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Detalle de una de las fosas de la superficie por donde escapan los gases y el polvo del cometa (ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA).

8. Muchas sustancias orgánicas, ¿pero dónde está el hielo?

Como comentábamos más arriba, la superficie de Chury es de color azabache por culpa de la presencia de sustancias orgánicas, cuya presencia ha sido confirmada por el instrumento VIRTIS. Pero por otro lado, hemos dicho que el cometa está emitiendo ingentes cantidades de vapor de agua al espacio. Entonces, ¿dónde está el hielo? La cámara OSIRIS y el instrumento VIRTIS apenas han localizado algunas zonas de pequeña extensión que parecen depósitos de hielo puro, ninguna con un tamaño superior a los veinte metros. Este resultado concuerda con las observaciones de otros cometas e implica que, paradójicamente, la superficie de Chury está muy deshidratada hasta una profundidad de unos pocos centímetros.

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Posibles depósitos de hielo puro de menos de 10 metros de ancho en la superficie de Chury vistos el pasado 7 de agosto (ESA/Rosetta/OSIRIS/MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA).
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Posibles depósitos de hielo puro en la superficie de Chury (ESA/Rosetta/OSIRIS/MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA).
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Variaciones en la composición de la superficie medidas por el instumento VIRTIS. Como vemos, el cometa es bastante homogéneo en composición (F. Capaccioni et al.).

9. Una magnetosfera naciente

A medida que Chury se acerca al Sol, la actividad de su superficie aumenta y el núcleo comienza a emitir más cantidades de gas y polvo. Parte de este gas se ioniza, creando un débil campo magnético. En cuanto el instrumento RPC-ICA detectó los primeros iones procedentes del cometa se pudo comprobar como el campo magnético generado por estos fue capaz de frenar el flujo del viento solar (formado por iones procedentes del Sol) alrededor del cometa. Había nacido la magnetosfera de Chury, a una distancia de 495 millones de kilómetros (3,3 UA). No siempre se puede contemplar el nacimiento de una magnetosfera en directo.

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Crecimiento de la magnetosfera de Chury: 1: El cometa se aproxima al Sol. 2: las moléculas de agua se subliman. 3: Las moléculas se ionizan por acción de la luz ultravioleta. 4: Los iones se aceleran por el campo eléctrico del viento solar y son detectados por el instrumento RPC-ICA. 5: el viento solar acelera los iones en una dirección, pero se desvía en el sentido contrario. 6: nace la magnetosfera (ESA/Rosetta/RPC-ICA).
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Detalle de una de las zonas del lóbulo pequeño vista a 8 kilómetros por la cámara OSIRIS (ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA).

10. Una bola de nieve polvorienta

Chury emite polvo además de gases, pero, ¿qué tamaño tienen estas partículas? El instrumento GIADA ha detectado partículas relativamente pequeñas, de entre 0,1 y varios milímetros que salen del núcleo a una velocidad de 1-10 m/s. No obstante, la cámara OSIRIS ha demostrado que existen partículas mucho mayores, de entre 4 y 2 centímetros. Vamos, que ‘polvoriento’ es un adjetivo que se queda corto. En realidad, las partículas de mayor tamaño parecen provenir de pasados pasos por el Sol y se encuentran a más de 130 kilómetros del núcleo. O sea, han permanecido en órbita alrededor de Chury desde, como mínimo, hace seis años. No obstante, las partículas de polvo que está emitiendo el cometa en estos momentos tienen un tamaño medio de 1,7 centímetros. En cuanto a la proporción de las emisiones, GIADA ha sorprendido a propios y extraños al encontrar que la coma contiene entre dos y seis veces más polvo que gases (los modelos predecían una proporción igual o menor 1:1), aunque está proporción puede que varíe a medida que nos acerquemos al perihelio. Vamos, que más que bolas de nieve sucias los cometas son bolas de nieve polvorientas.

Granos de polvo de Chury captados por el instrumento COSIMA (ESA/Rosetta/MPS for COSIMA Team MPS/CSNSM/UNIBW/TUORLA/IWF/IAS/ESA/ BUW/MPE/LPC2E/LCM/FMI/UTU/LISA/UOFC/vH&S).
Granos de polvo de Chury captados por el instrumento COSIMA (ESA/Rosetta/MPS for COSIMA Team MPS/CSNSM/UNIBW/TUORLA/IWF/IAS/ESA/ BUW/MPE/LPC2E/LCM/FMI/UTU/LISA/UOFC/vH&S).
Granos de polvo vistos por la cámara OSIRIS (ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA).
Granos de polvo vistos por la cámara OSIRIS (ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA).

Rosetta lleva menos de un año investigando el cometa Churyumov-Gerasimenko y ya ha llevado a cabo una enorme cantidad de descubrimientos. No cabe duda que de aquí a otro año nos dará muchas más sorpresas.

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Algunos datos del cometa 67P (ESA).

Referencias:



47 Comentarios

  1. Es fascinante. Gran trabajo. Lo que mas me llama la atención es la bajísima densidad. No parece tan terrorífico un impacto de un cometa contra la tierra. Debería evaporarse y romperse en mil pedazos contra la atmósfera.

    1. A mí también me ha parecido de lo más curioso, pero piensa que aún siendo de muy baja densidad, siguen siendo 10.000 millones de toneladas y ocupando un volumen de 21,4 km cúbicos (simplificando es como una esfera de unos 3.4 km de diámetro). La atmósfera terrestre es relativamente fina y no daría tiempo a que se desintegrase del todo.

    2. Efectivamente es como comenta Knocker, no es tanto ua cuestión de que el “objeto” en cuestión sea más o menos duro, es una cuestión de velocidad relativa y masa, las hondas de choque que generaría creo que podrían llegarían a incendiar la propia atmósfera… igual no tanto pero algo como el de Yucatán seguro que sí.

  2. Excelente post. Un mundo pequeño pero digno de la mejor ciencia-ficción, y seguro que lo mejor está por llegar cuando el cometa se acerque al perihelio dentro de unos meses.

  3. Una duda.
    La densidad del cometa es ~470 kg/m^3. La del hielo, que se supone es el componente principal del cometa, es ~900 kg/m^3 (no sé exactamente a la temperatura del cometa pero supongo que andará por ahí).
    Si las cuentas no me fallan la porosidad sería ~50%.
    ¿Por qué se habla de una porosidad del 70-80%?

  4. Cada vez que veo las imágenes de Rosetta, me quedo anonadado. Me gusta especialmente la de los acantilados.
    Por cierto, buen apunte el de los Verona Rupes de MIranda. No conocía el dato, y es otro punto más a favor de una misión a Urano.

  5. Espectacular. Este artículo bien podría ya estar, tal cual, en una futura enciclopedia galáctica ;-P. De verdad que me quedo sin habla ante semejantes prodigios. Si no merece la pena que nos gastemos el dinero en esto, de verdad que no sé en qué va a acontribuir nuestra generación al progreso de la humanidad.
    Está claro que no sabemos “casi” nada del universo y es un gustazo que vayamos recorriendo juntos el camino.

  6. Gran post! estoy impresionado por las imagenes, los datos y lo que se ha conseguido hasta ahora, hace que se me restaure un poco la fe en la humanidad y que me haga soñar en el futuro…

  7. Gracias por la información. Me gusta este formato, estilo “informe sobre el estado de …” Sería de enorme utilidad que de vez en cuando presentaras una entrada de este estilo sobre otros objetos de estudio, pues los libros enseguida quedan obsoletos y a las revistas especializadas no siempre tenemos acceso, además de que solo ofrecen información parcial y a veces contradictoria.

  8. Lo de Verona Rupes según donde lo leas va de 5 a 20km de altura!! Aún así 900m es un cometa de ese tamaño es una pasada, y más porque supongo que con la falta de referencias, y la escasa gravedad una “caida” por el barranco puede ser eterna.

    Lo de los agujeros y su posible origen como impactos, supongo que con una densidad tan baja como el corcho debe de ser relativamente fácil que un impacto haga un boquete

  9. Excelente artículo, y muy interesante todo lo que está averiguando Rosetta.

    Por poner una nota de ficción, entre la hipótesis de las cavidades internas y los agujeros en la superficie no he podido evitar pensar en cuando el Halcón Milenario se mete en una “cueva” de un asteroide que acaba siendo otra cosa :D. Al final va a resultar que George Lucas tiene buen ojo imaginando como son los asteroides en realidad (aunque se pase tres pueblos a la hora de apiñarlos)

    http://img1.wikia.nocookie.net/__cb20080201041919/starwars/images/8/85/Hothslug.JPG

      1. Alucinante cómo están presentando el IXV en la cadena SER: ¡¡Dicen que en este primer vuelo la nave “[i]no va tripulada[/i]”!! Y que con ella Europa no dependerá más de las Soyuz…

        Santo Dios.

          1. Aguarda, que en El País (sí ya se no debería leer estas cosas) en la portada se han equivocado y en vez de poner ‘espacial’, como pone su propio artículo cuando pinchas el enlace, ponen: “El avión español europeo cumple []”.

            Vamos que si juntas las dos noticias, ESPAÑA HA LANZADO SU PRIMERA NAVE ESPACIAL Y ES REUTILIZABLE!!!!! jajajajajajajaja

            Con una ucronía semejante, no se si te dará para un libro, pero un relato corto ya sacas 😉

        1. Perdona Hilario, pero a parte de faltas de ortografía, no detecto errores en la información de la Cadena Ser, ¿cuáles son? Igual es que yo estoy hoy muy espeso, 🙂
          Saludos

          1. Hombre, ya el titular dice:

            “ESA lanza su primera nave para astronautas”

            Cuando el IXV no es más que un pequeño vehículo experimental para probar tecnologías asociadas a la reentrada y al control de vuelo.

            Y luego siguen:

            “Con 40 minutos de retraso por un fallo técnico, la primera nave “tripulada” de la ESA ( el “IXV”, el Vehículo Experimental Intermedio) ha sido lanzado desde la base espacial de Kourou, situada en la Guayana Francesa. Como es habitual en estos casos, en su primer vuelo no lleva astronautas a bordo.”

            En fin… Es lo que pasa cuando en la carrera de ciencias de la información a las ciencias de verdad ni se las ve ni se las espera… Y cuando basas tu documentación en el trabajo de becarios malpagados pues…

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Por Daniel Marín, publicado el 10 febrero, 2015
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