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. Si esos modelos de desgaste son reales (es legendario el optimismo con el que las predicciones se aplican a los cometas: ej: su magnitud) está claro que la superficie del P67 de aquí a un año va a haber sufrido una evolución que ríete tú de Io. Por mi encantado de que esto se produzca. Sólo me queda soñar que Philae se despierta (Marzo o Junio, dicen las lenguas de doble filo) y que e cumpla. Si le añadimos Ceres y Plutón….menudo año.

  2. Creo que hay un error en el texto donde dice:
    «… corcho que tiene una densidad de 400 – 1500 kg/m³…»
    La densidad del agua es de 1.000 kg/m³ por lo que si hubiese corchos de 1.500 kg/m³ se hundirían.
    La Wikipedia dice que la densidad del corcho está comprendida entre 130 y 250 kg/m³

    1. Acabo de identificar la posible fuente del error en la densidad.
      Creo que Daniel ha consultado «cork» en la Wikipedia en inglés y al leer demasiado rápido ha confundido que 400-1500 es la densidad del corcho, cuando lo que dice realmente es que esa es la densidad de composites de corcho-cemento que se usan en la construcción:
      «Granules of cork can also be mixed into concrete. The composites made by mixing cork granules and cement have lower thermal conductivity, lower density and good energy absorption. Some of the property ranges of the composites are density (400–1500 kg/m³)….»
      Solucionado, saludos.

    2. 🙂 Sugerencia amigable, humilde y amistosa para corregir el texto:

      2. Un cometa más ligero que LA MADERA
      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 de LAS MADERAS MAS COMUNES (que TIENEN una densidad ENTRE 500 Y 800 kg/m³

      http://es.wikipedia.org/wiki/Madera

  3. Me he convertido en asiduo lector de este fantástico blog y no puedo más que felicitar a Daniel. Todas las entradas me parecen interesantes, y alguna, como ésta, es simplemente fascinante. Enhorabuena al autor.

  4. Es genial que el post haga a los lectores plantearse si las cifras sobre densidades encajan, o si la porosidad es tal, o la unidades están bien expresadas,… lástima que esas pequeñas trivialidades (el mensaje es muy claro el cometa es poco denso) pueda empañar lo que realmente importa, estamos estudiando un cuerpo que lleva orbitando al sol desde que el mundo es mundo, un cuerpo que ha visto evolucionar al sistema solar desde su formación, una pieza de arqueología espacial fascinante.

  5. Hola, muy interesante el post…
    En el pie de la tercera foto, donde dice: «Evolución de la superficie en pocos meses capAtadas por la cámara OSIRIS en la región de Hapi «, en realidad debería decir, en 30 días, ya que las fechas son: 9/12/2014 para la primera y 01/08/2015 para la segunda, lo que es más notable!.
    A pesar del formato ambiguo, no puede existir aún 01/08/2015.

    Igual es interesante leer otras teorías, especificamente la que va en contra de que los cometas sean una «bola de nieve sucia» , en https://www.thunderbolts.info/wp/

    Saludos

    Javier

    1. Que tal Javier ¡ El formato de la fecha incluida en la foto que comentas no es ambiguo, es correcto. Está realizado según las normas internacionales ISO para la fabricación, comercio y comunicación.
      Se puede recurrir al orden inverso —año, mes, día—, tal y como aconsejan las normas ISO, cuando se trate de documentos de carácter científico o técnico de circulación internacional.
      Es el formato de fecha que utiliza la ESA para esta información.

      Por otro lado con el post de hoy, hemos aprendido muchas cosas interesantes. Me ha sorprendido la creación de la magnetosfera de Chury, por un proceso físico químico pienso, al contrario de nuestra magnetosfera terrestre que proviene de un efecto electromagnético.
      Me está dando mucho que pensar por sus aplicaciones o implicaciones. Un saludo.

      1. Si, es cierto, por un lado, que nadie usará un formato AAAA/DD/MM
        Lo que quise decir en realidad, es que la interpretacion de «pocos meses» de diferencia parecía obedecer a la lectura rápida de la primera fecha como 12/09/2014 y de la segunda como 08/01/2015.

        Saludos

  6. Fantásticos los descubrimientos, y fantástica la divulgación de Daniel. Siempre he estado mosqueado con las dunas y con (lo que a mi me parecen), rodaduras de «piedras». Despues de darle humildemente al coco, me da la impresión de que no sea debido al viento, ya que pienso que no puede haberlo ni si quiera debido a las eyecciones. Me da la impresión de algo producido por alguna especie de magnetismo y el movimiento de Chury. O sea, parecido a un imán al que pegamos virutas de hierro y le damos un tembleque. Se formarían como dunas en las virutas y, las virutas de más tamaño rodarían sobre las dunas. Seguramente no será nada de esto, pero bueno… Por otro lado, a medida que leo las características de éste cometa, me da la impresión de que, de no pegarse un petardazo contra algún astro, Chury tiende primero a partirse en dos y, a continuación a irse desvaneciendo. Y me da que pensar que es igual en todos los cometas. Lo digo por la gran cantidad de material que va perdiendo y que no se repone. Un saludo a todos.

  7. Me quedo con las fotos de los acantilados (es casi como si pudiera tocarlos) y las ENORMES motas de polvo.

    Es increíble que podamos hasta detectar estos «mínimos» detalles.

    Otra cosa que me ha dejado a cuadros es ver que el Chury pueda producir su propia magnetosfera.

    Y otra cosa… tengo una duda Daniel, haber si me la puedes aclarar… ¿Se sabe algo ya de Phylae?

    ¿Podemos verla desde la orbita o esta en una zona tan oscura que impide su visualización?

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Por Daniel Marín, publicado el 10 febrero, 2015
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