Disco de residuos en torno a GJ 581

En otro estudio realizado con Herschel, se había descubierto que el disco de polvo que rodea a la estrella Fomalhaut se mantenía gracias a una tasa vertiginosa de colisiones entre cometas.
Recientemente, se ha confirmado que los sistemas planetarios GJ 581 y 61 Vir también albergan una gran cantidad de residuos cometarios.

Herschel detectó polvo frío, a unos -200°C, en tal cantidad que se piensa que estos sistemas podrían tener al menos 10 veces más cometas que el Cinturón de Kuiper, en nuestro Sistema Solar.

GJ 581, o Gliese 581, es una estrella enana de tipo M, el más común de la Galaxia. Estudios previos desvelaron que tiene al menos cuatro planetas, y uno de ellos en la ‘Zona Goldilocks’ – la distancia a la estrella central a la que podría existir agua líquida en la superficie del planeta.

También se ha confirmado la presencia de dos planetas en órbita a 61 Vir, una estrella de tipo G un poco menos masiva que nuestro Sol.

Los planetas descubiertos en estos dos sistemas son de la clase conocida como ‘Súper Tierras’, cubriendo un rango de entre 2 y 18 veces la masa de nuestro planeta.

Curiosamente, no se han encontrado pruebas que indiquen la existencia de planetas del tamaño de Júpiter o de Saturno en ninguno de los dos sistemas.
Se piensa que la interacción gravitatoria entre Júpiter y Saturno causó una perturbación sobre el Cinturón de Kuiper, antaño densamente poblado, que desencadenó un diluvio de cometas hacia los planetas interiores, un cataclismo que duró varios millones de años.

“Estas nuevas observaciones nos dan una pista: en nuestro Sistema Solar tenemos planetas gigantes y un Cinturón de Kuiper relativamente despoblado, pero los sistemas en los que sólo hay planetas pequeños suelen estar rodeados por cinturones de Kuiper mucho más densos”, explica Mark Wyatt, de la Universidad de Cambridge, y autor principal del artículo que estudia el disco que rodea a 61 Vir.

“Pensamos que la carencia de un planeta del tamaño de Júpiter libró a estos sistemas de un dramático bombardeo. No obstante, podrían estar sometidos a una lluvia de cometas gradual, activa a lo largo de miles de millones de años”.

“Para una estrella antigua como GJ 581, que tiene al menos dos mil millones de años, ya ha pasado el tiempo suficiente como para que esta lluvia de cometas haya aportado una cantidad de agua considerable a los planetas interiores. Esto es especialmente importante en el caso del planeta que se encuentra en la zona habitable de la estrella”, añade Jean-François Lestrade, del Observatorio de París, quien ha dirigido el trabajo sobre GJ 581.

Disco de residuos en torno a 61 Vir

Sin embargo, para generar la inmensa cantidad de polvo detectada por Herschel, es necesario que se produzcan colisiones entre los cometas, que podrían estar desencadenadas por la perturbación gravitatoria de un planeta del tamaño de Neptuno en las inmediaciones del disco.

“Las simulaciones indican que los planetas que conocemos en cada uno de estos sistemas no serían capaces de generar tal perturbación. Sin embargo, un planeta similar situado mucho más lejos de la estrella – de hecho, más allá del rango de nuestras observaciones – podría alterar el disco y hacerlo polvoriento, y por lo tanto observable”, aclara Lestrade.

“Herschel está descubriendo una correlación entre la presencia de inmensos discos de residuos y los sistemas que carecen de planetas del tamaño de Júpiter, lo que ofrece una nueva pista para comprender la formación y la evolución de los sistemas planetarios”, concluye Göran Pilbratt, Científico del Proyecto Herschel para la ESA.

Fuente: ESA

Los astrónomos esperan que la cita de la sonda con el cometa (sobre las 14:01 GMT el 4 de noviembre), de más datos sobre la estructura de los cometas y su comportamiento y tal vez, pistas sobre los primeros días de nuestro sistema solar.

Los investigadores están ansiosos por comparar los datos recogidos del Hartley 2 con los datos recogidos de las cuatro anteriores misiones a otros cometas. Y si duda alguna, aprenderán mucho más cuando la sonda Rosetta de la Agencia Espacial Europea realice su aterrizaje en el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko programado para 2014.

Aquí hay un breve resumen de las anteriores misiones de aproximaciones a cometas a lo largo de la misión Deep Impact:

Cometa Halley

El famoso cometa Halley fue el primero en el que una sonda lo fotografió de cerca. En 1986, la sonda Giotto de la ESA se aproximo a unos 600 kilómetros del núcleo helado. Cuatro sondas mas visitaron también el cometa Halley ese año (2 sondas soviéticas y dos japonesas), pero ninguna se acerco tanto como la sonda Giotto, de acuerdo con los datos de la NASA.

Giotto reportó un montón de valiosa información, descubriendo que el núcleo del cometa es irregular, poroso, oscuro y polvoriento. Los datos de la sonda también ayudaron a determinar que el cometa Halley está compuesto por algunos de los materiales más antiguos del sistema solar, partículas volátiles que se condensaron en polvo hace 4.5 mil millones de años.

El Halley tiene unos 15 kilómetros de largo por unos 8 kilómetros de ancho más o menos. Completa su órbita en torno al sol cada 75 o 76 años y su vuelta al interior del sistema solar está prevista para el año 2051.

Cometa Borrelly

La sonda de la NASA Deep Space 1 voló a 2200 kilómetros del cometa Borrelly en septiembre de 2001. La sonda tomó deslumbrantes y sorprendentes fotos mostrando un núcleo ovalado marcado por grandes mesetas.

Cometa Borrelly

Las fotos de este cometa con forma de patata fueron nombradas por los científicos como las mejores tomadas de un cometa. Estas imágenes muestran que el Borrelly es más oscuro que el Halley, reflejando justo la mitad de la luz que refleja la superficie de la Luna.

El cometa Borrelly tiene 8 kilómetros de largo y completa su órbita cada 7 años.

Cometa Wild 2

Los astrónomos adquirieron una visión mas clara del comportamiento y la composición de los cometas cuando la sonda de la NASA Stardust sobrevoló el cometa Wild 2 a 400 kilómetros de distancia en 2004.

Cometa Wild 2

La Stardust observo gran cantidad de acantilados y colinas en la superficie del cometa, como también respiraderos activos donde se expulsaba gas. La sonda recolecto algo de polvo de la cola del cometa y lo llevo a la Tierra para su análisis.

El Wild 2 es un pequeño cometa de unos 5 kilómetros de diámetro, completando la órbita en torno al sol cada 6.4 años.

Cometa Tempel 1

La sonda Deep Impact sirvió como nave nodriza para la misión de la NASA al cometa Tempel 1, al cual se le estampó una sonda de 371 kilos al núcleo helado en 2005.

Cometa Tempel 1

El impacto reveló una gran cantidad de agua tanto dentro como en la superficie del cometa, como también varias molecular orgánicas en su interior. Los investigadores también vislumbraron capas de materia primordial en el cometa, dando pistas sobre su formación hace 4.5 mil millones de años.

Tempel 1 tiene 7 kilómetros de diámetros y su periodo orbital es de 5.5 años.

Cometa Hartley 2

La sonda Deep Impact ha estado persiguiendo este cometa durante meses. Y el 4 de noviembre, la sonda se aproximara a una distancia de 700 kilómetros del cometa para recoger datos con sus tres instrumentos, dos telescopios con cámaras a color y un espectrómetro de infrarrojos.

Cometa Hartley 2

Los investigadores esperan que el sobrevuelo les dé una mejor idea de la composición del núcleo helado del cometa y comparar los datos con las otras misiones para tener una mejor perspectiva sobre los puntos en común de los cometas.

El Hartley 2, a pesar de tener un diámetro inferior a 1.5 kilómetros, es increíblemente activo, expulsando gran cantidad de polvo y gases como el cianuro. Este cometa completa su órbita cada 6 años y medio y fue descubierto en 1986 por el astrónomo Malcolm Hartley.

Fuente: Space.com

En la superficie del cometa existen unas pequeñas regiones ricas en hielos. Los investigadores sugieren que cuando estas zonas, debido a la rotación del cometa, quedan expuestas a la radiación solar, se produce una brusca sublimación de los hielos (cambio de la materia sólida al estado gaseoso). La presión del gas haceque sean arrastradas partículas de tamaño micrométrico, lo que origina los estallidos, capaces de incrementar la luminosidad del cometa más de 100 veces.

Imagen artística de un estallido de 29P/Schwassmann-Wachmann 1. Imagen: J. M. Madiedo y Gabriel Pérez.

“Estas explosiones en la superficie del cometa producen chorros de partículas que se expanden desde el núcleo a una distancia de decenas de miles de kilómetros. Las partículas de polvo de la coma del cometa crean densas cortinas que reflejan la luz solar, por lo que los estallidos son incluso fácilmente detectables con telescopios de aficionados”, explica Josep MariaTrigo, autor principal del estudio e investigador del Instituto de Ciencias del Espacio (CSIC) y el Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña .

En el trabajo, que se publica en el último número de la revista MonthlyNotices of the Royal Astronomical Society, también han participado los investigadores Aníbal García Hernández, del IAC, y Björn Davisson de la Universidad de Uppsala (Suecia), además de un grupo de aficionados españoles en cuatro observatorios (Gualba en Barcelona, La Cañada en Ávila, Guadarrama en Madrid y el municipal de Murcia).

El cometa 29P/Schwassmann-Wachmann 1 se mueve alrededor del Sol en una órbita casi circular situada unas seis veces más lejos de la estrella que la Tierra. Eso hace que la temperatura media de la superficie sea de unos 113 grados centígrados bajo cero, inferior de la temperatura de sublimación del agua, que compone la mayor parte del hielo que lo conforma. Se ha estimado que, con sus estallidos, este cometa inyecta la mayor parte de las partículas de polvo presentes entre Júpiter y Saturno.

Objetos primitivos

Según Trigo, el estudio detallado de los estallidos en los cometas proporciona importantes claves sobre la composición, el comportamiento físico y la estructura interna de estos primitivos objetos, que prácticamente no han sufrido alteraciones desde el origen del Sistema Solar.

“Tales objetos nos dan pistas sobre su papel en el comienzo del Sistema Solar, cuando se cree que produjeron inmensas cantidades de polvo que, al ser interceptado por los planetas terrestres, irían enriqueciendo el contenido químico en la etapa previa a la aparición de la vida”, destaca el investigador.

El hallazgo se ha realizado empleando telescopios con aperturas entre 1 y 0,2 metros, como el telescopio IAC 80, del IACs, con un diámetro de 0,8 metros. En el seguimiento de este cometa también han participado astrónomos aficionados con telescopios de entre 20 y 40 centímetros y cámaras digitales. El equipo también ha utilizado cámaras CCD (Dispositivo de Cargas Interconectadas) y filtros para detectar cambios sutiles en la luminosidad del cometa en varias bandas fotométricas.

Fuente: PlataformaSINC

Seguramente se empiecen a ver en periódicos y en el la televisión, imágenes de otros cometas recientes como el Holmes o Lulin y en esas fotos se podrá distinguir en todos ellos un tinte verdoso-azulado.

Cometa 17p Holmes. Autores: Vicent Peris y José Luis Lamadrid

Muchos pensaran que es debido a los filtros que se suelen usar a la hora de hacer fotografías astronómicas y que sirven para realzar determinadas zonas de la foto, pero en los casos de los cometas no es necesario.

Los cometas son trozos de roca de unos pocos kilómetros de diámetro que suelen orbitar a unos pocos cientos de millones de kilómetros de la Tierra. Sin embargo en cometas los suficientemente cercanos como para verlos a simple vista o para ver varios detalles con un telescopio, la parte difusa es mayor que los planetas. Esto es debido a que el material congelado en la superficie del cometa se va transformando en gas (ej: metano, amoniaco, vapor de agua…) a medida que se aproxima a Sol creando la cola del cometa.

Cuando este gas se desprende, es golpeado por radiación ultravioleta del Sol ionizándolo, es decir, que se desprenden uno o dos electrones de cada átomo. Por otra parte, el Sol desprende una gran cantidad de partículas subatómicas con un gran campo magnético, el famoso viento solar,  el cual interacciona con los iones de la cola del cometa.

El viento solar al moverse mucho mas rápido que el cometa (centenares de kilómetros por segundo contra decenas de kilómetros por segundo) hace que la cola apunte en dirección opuesta al Sol.

Todavía no tenemos la respuesta a por que la cola es verde pero estamos muy cerca si aplicamos el mismo principio que el usado para las luces de neón. Esto es que cuando se tiene un átomo ionizado, el electrón puede volver a recombinarse con el y cuando esto ocurre se desprende luz. Por ejemplo, si esto ocurre con el hidrogeno, la luz que se desprende es roja.

En el caso de los cometas, los compuestos que le dan ese tono verdoso son el cianógeno (CN)₂ ay el carbono diatómico (C₂).

Ya tenemos la solución pero hay mas. Se puede pensar que estos son los compuestos mayoritarios de los cometas, pero como todo, esto es relativo. Algunos compuestos emiten su brillo de forma mas fuerte que otros y en el caso de los cometas, esos compuestos son los que ganan. El proceso físico es muy complicado de explicar, y más si no se entiende bien, pero un ejemplo simple para hacerse la idea sería el de un grupo 20 personas que hablan a la vez en una habitación. Siempre habrá un par de ellas que tengan un tono mas fuerte que las otras y se las distinga fácilmente.

Con el cometa McNaught es casi imposible distinguir el color verdoso a ojo desnudo, pero si tienes la oportunidad de observarlo con un telescopio de gran apertura, seguramente seas capaz de apreciarlo.

Documentado en: Bad Astronomy

Imagen del desprendimiento del núcleo helado de un cometa (derecha). | Faulkes

El aficionado británico vio la división del cometa cuando observaba el cielo a través del Telescopio Faulkes, situado en Hawai. Este aparato puede ser orientado por control remoto a través de Internet.

El proyecto de la Escuela de Física y Astronomía, que fue creado para ayudar en la enseñanza de Ciencia y Matemáticas en los colegios, ofrece acceso a varios telescopios con control remoto. Estos aparatos se encuentran en la isla hawaiana de Maui y en el observatorio australiano de Siding Spring.

Howes captó seis imágenes que mostraban lo que parecía un pedazo de hielo del tamaño de una monrtaña que se había desprendido de la gigante “bola de nieve” que constituye el núcleo del cometa.

Al día siguiente, el astrónomo accedió de nuevo al telescopio, y obtuvo un nuevo conjunto de imágenes, que mostraron que el nuevo fragmento seguía aún al cometa, cuyo nombre oficial es C2007 C3.

El núcleo de un cometa suele tener unos diez kilómetros de diámetro, pero el de C2007 C3 parece mucho mayor. La separación entre ambos fragmentos se hará cada vez mayor, hasta que el desprendimiento se convierta, a su vez, en un nuevo cometa.

El año pasado, el mismo telescopio Faulkes sirvió para que otro astrónomo aficionado descubriera el asteroide de más rápida rotación del sistema solar. Los expertos animan al desarrollo de estas herramientas, que permiten que muchos más ojos vigilen el cielo.

Fuente: El Mundo