Que es un Cometa

Cometa

Ciencia y tecnologia :Conceptos

Que es Cometa (astronomía)

 

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INTRODUCCIÓN

Cometa (astronomía)

Cometa Bennett

En 1970, el astrónomo amateur sudafricano J. Bennett observó este brillante cometa con una larga cola gaseosa. Mediante una técnica informática llamada cartografía isofotográfica se ha realizado esta imagen asignando colores diferentes a los diversos tonos grises de la fotografía original en blanco y negro.

Dr. Fred Espenak/Science Source/Photo Researchers, Inc.

Cometa (astronomía) (del latín stella cometa, ‘estrella con cabellera’), cuerpo celeste de hielo y roca, relativamente pequeño, que gira alrededor del Sol. Cuando un cometa se acerca al Sol, parte del hielo se convierte en gas. Este gas y partículas de polvo se desprenden y originan una cola larga y luminosa que caracteriza a los cometas.

Historia de los cometas

Cometa (astronomía)

Primera aparición del cometa Halley

Este dibujo es un fragmento del tapiz de Bayeux del siglo XI, que cuenta la historia de la conquista de Inglaterra por los normandos. Esta escena describe una aparición del cometa que más tarde tomó su nombre de Edmund Halley.

Mary Evans Picture Library/Photo Researchers, Inc.

Las apariciones de grandes cometas se consideraron fenómenos atmosféricos hasta 1577, cuando el astrónomo danés Tycho Brahe demostró que eran cuerpos celestes. En el siglo XVII el científico inglés Isaac Newton demostró que los movimientos de los cometas están sujetos a las mismas leyes que rigen los de los planetas. Comparando los elementos orbitales de algunos de los primeros cometas, el astrónomo británico Edmund Halley mostró que el cometa observado en 1682 era idéntico a los dos que habían aparecido en 1531 y en 1607, y predijo con éxito la reaparición del cometa en 1759. Las primeras apariciones de este cometa, el cometa Halley, se han identificado ahora a partir de registros fechados en el año 240 a.C., y es probable que el brillante cometa observado en el año 466 a.C. fuera también este mismo. El cometa Halley pasó por última vez alrededor del Sol a principios de 1986.

Composicion de los cometas

Un cometa consta de un claro núcleo, de hielo y roca, rodeado de una atmósfera nebulosa llamada cabellera o coma. El astrónomo estadounidense Fred Whipple describió en 1949 el núcleo, que contiene casi toda la masa del cometa, como una “bola de nieve sucia” compuesta por una mezcla de hielo y polvo.

Hay diversos datos que sustentan la teoría de la bola de nieve. De los gases y partículas meteóricas observados que se expulsan para formar la cabellera y la cola de los cometas, la mayor parte de los gases son moléculas fragmentarias o radicales de los elementos más comunes en el espacio: hidrógeno, carbono, nitrógeno y oxígeno. Los radicales, por ejemplo CH, NH y OH, provienen de la rotura de algunas de las moléculas estables CH4 (metano), NH3 (amoníaco) y H2O (agua), que pueden permanecer en el núcleo como hielos o como compuestos más complejos y muy fríos. Otro hecho que apoya la teoría de la bola de nieve es que se ha comprobado, en los cometas más observados, que sus órbitas se desvían bastante de las previstas por las leyes newtonianas. Esto demuestra que el escape de gases produce una propulsión a chorro que desplaza ligeramente el núcleo de un cometa fuera de su trayectoria, por otra parte, fácil de predecir. Además, los cometas de periodos cortos, observados a lo largo de muchas órbitas, tienden a desvanecerse con el tiempo como podría esperarse de los del tipo de estructura propuesta por Whipple. Por último, la existencia de grupos de cometas demuestra que los núcleos cometarios son unidades sólidas.

La cabeza de un cometa, incluida su difusa cabellera, puede ser mayor que el planeta Júpiter. Sin embargo, la parte sólida de la mayoría de los cometas tiene un volumen de algunos kilómetros cúbicos solamente. Por ejemplo, el núcleo oscurecido por el polvo del cometa Halley tiene un tamaño aproximado de 15 por 4 kilómetros.

Efectos solares

Cometa (astronomía)

Cometa Halley

El cometa Halley reaparece aproximadamente cada 76 años. Esta fotografía, tomada en Nueva Zelanda en 1986, muestra al cometa durante su aproximación al Sol más reciente. El cometa se hace visible porque la radiación solar vaporiza partes del núcleo de hielo, formando la cabellera y la cola del cometa.

Barney Magrath/Science Source/Photo Researchers, Inc.

A medida que un cometa se aproxima al Sol, la alta temperatura solar provoca la sublimación de los hielos, haciendo que el cometa brille enormemente. Se desarrolla una cola, también brillante, que puede extenderse decenas o centenares de millones de kilómetros en el espacio, siempre en sentido opuesto al Sol, incluso cuando el cometa se aleja del astro central. Las grandes colas de los cometas están compuestas de simples moléculas ionizadas, incluyendo el monóxido de carbono y el dióxido de carbono. Las moléculas son expulsadas del cometa por la acción del viento solar, una corriente de gases calientes arrojada continuamente desde la corona solar (la atmósfera externa del Sol), a una velocidad de 400 km/s. Con frecuencia, los cometas también presentan una cola arqueada, más pequeña, compuesta de polvo fino expulsado de la cabellera por la presión de la radiación solar.

A medida que un cometa se aleja del Sol pierde menos gas y polvo, y la cola desaparece. Algunos cometas con órbitas pequeñas tienen colas tan cortas que son casi invisibles. Por otra parte, la cola de al menos un cometa ha superado la longitud de 320 millones de kilómetros en el espacio. La mayor o menor visibilidad de los cometas depende de la longitud de la cola y de su cercanía al Sol y a la Tierra. Menos de la mitad de las colas de los 1.400 cometas registrados eran visibles a simple vista, y menos del 10% resultaron llamativas.

Uno de los cometas más brillantes observado desde nuestro planeta en los últimos veinte años ha sido el cometa Hale-Bopp, que alcanzó el punto más próximo a la Tierra en marzo de 1997. Además, el cometa permaneció visible durante un periodo excepcionalmente largo, lo que permitió realizar importantes investigaciones sobre estos cuerpos celestes. Por ejemplo, los astrónomos descubrieron en el Hale-Bopp una tercera cola (aparte de las de gas y polvo), no observable a simple vista, compuesta de átomos de sodio.

Periodos y orbitas

Cometa (astronomía)

Cometas: clasificación por periodo

Los cometas se clasifican por su periodo, el tiempo que tardan en completar una órbita en torno al Sol. Un cometa de periodo corto tiene una órbita no mayor que la de Júpiter. Un cometa de periodo largo sigue un recorrido comparable a la órbita de Neptuno; el cometa Halley, con un periodo de unos 76 años, es un ejemplo de cometa de periodo largo. Un cometa de periodo muy largo puede tardar miles de años en girar alrededor del Sol, o puede pasar por el Sol una vez y no volver más.

© Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos.

Los cometas describen órbitas elípticas, y se han calculado los periodos (el tiempo que tarda un cometa en dar una vuelta alrededor del Sol) de unos 200 cometas. Los periodos varían desde 3,3 años para el cometa Encke hasta 2.000 años para el cometa Donati de 1858. Las órbitas de la mayor parte de los cometas son tan amplias que pueden parecer parábolas (curvas abiertas que apartarían a los cometas del Sistema Solar), pero como suponen los astrónomos a partir de los análisis técnicos, son elipses de gran excentricidad, posiblemente con periodos de hasta 40.000 años o mayores.

No se conoce ningún cometa que se haya aproximado a la Tierra con una órbita hiperbólica; esto significaría que su origen estaba en el espacio exterior del Sistema Solar. Sin embargo, algunos cometas pueden no volver jamás al Sistema Solar debido a la gran alteración de sus órbitas originales por la acción gravitatoria de los planetas. Esta acción se ha observado en una escala más pequeña: unos 60 cometas de periodos cortos tienen órbitas que han recibido la influencia del planeta Júpiter, y se dice que pertenecen a la familia de Júpiter. Sus periodos varían de 3,3 a 9 años.

Grupos de cometas

Cuando varios cometas con periodos diferentes giran casi en la misma órbita se dice que son miembros de un grupo de cometas. El grupo más conocido incluye el espectacular cometa (que casi rozó el Sol) Ikeya-Seki de 1965, y otros siete que tienen periodos de cerca de mil años. El astrónomo estadounidense Brian G. Marsden dedujo que el cometa de 1965 y el de 1882, incluso más brillante, se separaron de un cometa principal, posiblemente el de 1106. Tal vez este cometa y otros del grupo se separaran de un cometa gigantesco hace miles de años.

Cometas y lluvias de estrellas

Hay también una estrecha relación entre las órbitas de los cometas y las de las lluvias de meteoros. El astrónomo italiano Giovanni Virginio Schiaparelli demostró que la lluvia de meteoros Perseidas, que aparece en agosto, se mueve en la misma órbita que el Cometa III de 1862. De la misma forma la lluvia de meteoros Leónidas, que aparece en noviembre, está en la misma órbita que el Cometa I de 1866. Se ha sabido de otras lluvias diferentes relacionadas con las órbitas de los cometas y se supone que son restos diseminados por un cometa a lo largo de su órbita.

Origen de los cometas

En algún momento se creyó que los cometas procedían del espacio interestelar. Aunque no se ha aceptado del todo ninguna teoría detallada sobre su origen, muchos astrónomos creen que los cometas se originaron en los primeros días del Sistema Solar en su parte exterior, más fría, a partir de la materia planetaria residual. El astrónomo danés Jan Hendrik Oort formuló que una “nube de reserva” de material cometario se acumuló más allá de la órbita de Plutón, y que los efectos gravitatorios de las estrellas fugaces pueden enviar parte de este material en dirección al Sol, momento en el que se haría visible en forma de cometas.

Colisiones de cometas

Las personas supersticiosas han considerado durante mucho tiempo que los cometas presagiaban calamidades o acontecimientos importantes. La aparición de un cometa ha despertado incluso el temor de una colisión entre el cometa y la Tierra. Nuestro planeta, de hecho, ha pasado a través de colas de cometas ocasionales sin que esto haya producido efectos de consideración. La caída del núcleo de un cometa en una gran ciudad probablemente la destruiría, pero la posibilidad de que esto ocurra es muy pequeña. Sin embargo, algunos científicos sugieren que ha habido colisiones en el pasado que incluso pueden haber tenido un efecto climático que propició la extinción de los dinosaurios.

En 1992 el cometa Shoemaker-Levy 9 explotó en 21 fragmentos de gran tamaño a medida que entraba en el fuerte campo gravitatorio de Júpiter. Durante una semana, en julio de 1994, los fragmentos irrumpieron bruscamente en la densa atmósfera de Júpiter a velocidades de 210.000 km/h. En el impacto, la enorme cantidad de energía cinética de los fragmentos se convirtió en calor mediante explosiones masivas, algunas de ellas visibles como bolas de fuego mayores que la Tierra.

Exploracion de cometas

Cometa (astronomía)

Cometa Tempel 1

La imagen recoge el momento en que el proyectil que portaba la sonda Deep Impact choca contra el cometa Tempel 1, el 4 de julio de 2005.

NASA/JPL-Caltech/UMD/Corbis

Además de las observaciones realizadas desde telescopios terrestres, distintas misiones espaciales han proporcionado a los científicos importantes datos sobre los cometas. En 1974 la tripulación del Skylab, la primera estación espacial estadounidense, utilizó un telescopio solar para observar el cometa Kohoutek cuando se aproximó al Sol. El cometa Halley fue visitado en marzo de 1986 por dos sondas de construcción soviética, Vega 1 y Vega 2, y por otro vehículo espacial, llamado Giotto, lanzado por la Agencia Espacial Europea (ESA); este último se acercó a tan solo 600 km del núcleo del cometa. También fue observado a gran distancia por dos astronaves japonesas.

La sonda Deep Space 1, lanzada por la NASA en octubre de 1998, pasó a tan sólo 2.200 km del cometa Borrelly, en septiembre de 2001, y obtuvo imágenes en blanco y negro de su núcleo, de 10 km de largo. Los datos revelaron que el núcleo de los cometas es más accidentado y oscuro de lo que se pensaba.

En febrero de 1999, la NASA lanzó la sonda Stardust, con destino al cometa Wild 2, para recoger muestras de polvo y gases de su cabellera y traerlas de vuelta a la Tierra. En agosto de 2002, durante su viaje de ida hacia el cometa, la Stardust comenzó ya a tomar muestras de polvo interestelar presente en nuestra galaxia, y en noviembre del mismo año se probaron con éxito el resto de sus instrumentos y sus sistemas, mientras sobrevolaba el asteroide 5535 Annefrank. Un año más tarde la sonda obtuvo la primera fotografía del cometa Wild 2, cuando se encontraba todavía a 25 millones de kilómetros de él. El 2 de enero de 2004, la Stardust sobrevoló con éxito el núcleo del Wild 2 a la distancia de máxima aproximación (inferior a 300 km), capturando partículas cometarias y tomando numerosas fotografías, las más precisas obtenidas hasta la fecha del núcleo de un cometa.

El 15 de enero de 2006, la cápsula de la Stardust que contenía las muestras del cometa y el polvo interestelar se separó correctamente de la sonda y aterrizó en el desierto de Utah (Estados Unidos); el resto de la Stardust quedó en órbita alrededor del Sol. Tres días después del aterrizaje, la cápsula de retorno llegó al Centro Espacial Johnson de Houston, donde se abrió y se comprobó que la misión había sido un éxito: el panel colector había capturado un gran número de partículas, algunas de tamaño sorprendentemente grande. Los análisis de las primeras muestras cometarias revelaron la presencia de minerales formados a altas temperaturas, que solo se podrían haber formado en las proximidades del Sol u otra estrella; como el origen de los cometas parece estar en la región exterior, más fría, del Sistema Solar, estos resultados volvieron a sorprender a los científicos. En cualquier caso, el estudio de las muestras será un trabajo de años, del que se espera obtener información muy valiosa acerca del origen y formación del Sistema Solar.

Otra misión de la NASA, la sonda Contour, fue lanzada el 3 julio de 2002 para estudiar otros dos cometas: Encke y Schwassmann-Wachmann 3. Sin embargo, el 15 de agosto se perdió el contacto con la sonda tras la fase de encendido de su motor, que la impulsaría hacia su trayectoria correcta, fuera de la órbita terrestre. Observaciones posteriores parecieron confirmar la destrucción parcial de la sonda. En diciembre de 2002 se dio por finalizado formalmente el proyecto tras realizarse, sin éxito, el último intento de comunicación con la sonda. Se creó un equipo de investigación para el accidente que emitió un informe en el que se presentaba como causa más probable del mismo un fallo en la estructura de la sonda como consecuencia del exceso de calor producido en el encendido del motor.

La Agencia Espacial Europea lanzó, el 2 de marzo de 2004, la sonda Rosetta con destino al cometa Churyumov-Gerasimenko, al que se espera que llegue tras un viaje de 10 años. Es la primera misión espacial destinada a orbitar un cometa y colocar un módulo sobre su superficie. Este módulo de descenso cuenta con varios instrumentos científicos que estudiarán la composición y propiedades físicas del núcleo y enviarán imágenes panorámicas y microscópicas del cometa.

El 12 de enero de 2005 la NASA lanzó la sonda Deep Impact con destino al cometa Tempel 1; a finales de abril la sonda obtuvo las primeras imágenes del cometa, cuando se encontraba todavía a más de 60 millones de kilómetros de él. La nave llevaba un proyectil o sonda de impacto de unos 370 kg que chocó contra el Tempel 1 el 4 de julio de 2005, tal como estaba previsto, en lo que fue la primera colisión provocada contra un cometa. Las imágenes del impacto obtenidas por la propia Deep Impact así como por numerosos telescopios situados en órbita y en tierra, mostraron un enorme destello y una gran nube de polvo. Los primeros análisis de los datos recogidos antes, durante y después del choque mostraron que la superficie del cometa presenta numerosos cráteres y está cubierta de polvo fino; posteriormente se detectaron tres pequeños depósitos de hielo. La proporción de polvo que se observó fue mucho mayor que la esperada según el modelo de “bola de nieve sucia”; en realidad se debería hablar de “bola sucia y helada” ya que se trata de polvo aglomerado por el hielo. Se detectó también un alto contenido en compuestos de carbono en el interior del cometa.



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