Cometa
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Cometa. Cuerpo celeste constituido por hielo y roca que orbitan el Sol siguiendo diferentes trayectorias elípticas, parabólicas o hiperbólicas. A causa del calor absorbido, subliman (paso del estado sólido al gaseoso) liberando en el espacio grandes cantidades de gas, con el que se forman los atributos visibles del cometa: la cabellera y la cola. Los cometas, junto con los Asteroides, Planetas y Satélites, forman parte del Sistema Solar.
Sumario
Características
La mayoría de estos cuerpos celestes describen órbitas elípticas de gran excentricidad, lo que produce su acercamiento al Sol con un período considerable.
A diferencia de los asteroides, los cometas son cuerpos sólidos compuestos de materiales que se subliman en las cercanías del Sol. A gran distancia (a partir de 5-10 UA) desarrollan una atmósfera que envuelve al núcleo, llamada coma o cabellera. Esta coma está formada por gas y polvo.
Conforme el cometa se acerca al Sol, el viento solar azota la coma y se genera la cola característica. La cola está formada por polvo y el gas de la coma ionizado.
Fue después del invento del telescopio que los astrónomos comenzaron a estudiar a los cometas con más detalle, advirtiendo entonces que la mayoría de estos tienen apariciones periódicas.
Edmund Halley fue el primero en darse cuenta de esto y pronosticó en 1705 la aparición del cometa Halley en 1758, para el cual calculó que tenía un periodo de 76 años. Sin embargo, murió antes de comprobar su predicción.
Debido a su pequeño tamaño y órbita muy alargada, solo es posible ver los cometas cuando están cerca del Sol y por un periodo corto de tiempo.
Instrumento para observarlos
Los cometas son generalmente descubiertos visual o fotográficamente usando telescopios de campo ancho u otros medios de magnificación óptica, tales como los binoculares. Sin embargo, aún sin acceso a un equipo óptico, es posible descubrir un cometa rasante solar en línea con una computadora y una conexión a Internet.
Origen
Los cometas provienen principalmente de dos lugares, la Nube de Oort, situada entre 50.000 y 100.000 UA del Sol, y el Cinturón de Kuiper, localizado más allá de la órbita de Neptuno.
Se cree que los cometas de largo periodo tienen su origen en la Nube de Oort, que lleva el nombre del astrónomo Jan Hendrik Oort. Esto significa que muchos de los cometas que se acercan al Sol siguen órbitas elípticas tan alargadas que sólo regresan al cabo de miles de años.
Cuando alguna estrella pasa muy cerca del Sistema Solar, las órbitas de los cometas de la Nube de Oort se ven perturbadas: algunos salen despedidos fuera del Sistema Solar, pero otros acortan sus órbitas. Para explicar el origen de los cometas de corto periodo, como el cometa Halley, Gerard Kuiper propuso la existencia de un cinturón de cometas situados más allá de Neptuno, el Cinturón de Kuiper.
Las órbitas de los cometas están cambiando constantemente: sus orígenes están en el sistema solar exterior, y tienen la propensión a ser altamente afectados (o perturbados) por acercamientos relativos a los planetas mayores. Algunos son movidos a órbitas muy cercanas al Sol (a ras del césped solar) que los destruyen cuando se aproximan, mientras que otros son enviados fuera del sistema solar para siempre.
Conforme los cometas van sublimando, acercándose al Sol y cumpliendo órbitas, van sublimando su material, y van perdiéndolo por consecuencia, disminuyendo de magnitud. Tras un cierto número de órbitas, el cometa se habrá "apagado", y en el final de su combustible, se convertirá en un asteroide normal y corriente, ya que no podrá volver a recuperar masa. Ejemplos de cometas sin combustible son: 7968-Elst-Pizarro y 3553-Don Quijote.
Composición
Los cometas están compuestos de agua, hielo seco, amoníaco, Metano, Hierro, Magnesio, Sodio y silicatos. Debido a las bajas temperaturas de los lugares donde se hallan, estas sustancias que componen al cometa se encuentran congeladas. Llegan a tener diámetros de algunas decenas de kilómetros.
Algunas investigaciones apuntan que los materiales que componen los cometas son materia orgánica que son determinantes para la vida, y que esto dio lugar para que en la temprana formación de los planetas estos impactaran contra la tierra y dieran origen a los seres vivos.
Cuando se descubre un cometa se ve aparecer como un punto luminoso, con un movimiento perceptible del fondo de estrellas, llamadas fijas. Lo primero que se ve es el núcleo o coma. Luego, cuando el astro se acerca más al Sol, comienza a desarrollar lo que conocemos como la cola del cometa, que le confiere un aspecto fantástico.
Los fotones que provienen del Sol (viento solar) hacen que las sustancias que forman al cometa se empiecen a calentar y se sublimen, pasando directamente de hielo a gas. Los gases del cometa se proyectan hacia atrás, lo que motiva la formación de la cola apunta en dirección opuesta al Sol y extendiéndose millones de kilómetros.
Los cometas presentan diferentes tipos de colas. Las más comunes son la de polvo y la de gas. La cola de gas se dirige siempre en el sentido perfectamente contrario al de la luz del Sol, mientras que la cola de polvo retiene parte de la inercia orbital, alineándose entre la cola principal y la trayectoria del cometa. El choque de los fotones que recibe el cometa como una lluvia, aparte de calor, aportan luz, siendo visible al ejercer el cometa de pantalla; reflejando así cada partícula de polvo la luz solar. En el cometa Hale-Bopp se descubrió un tercer tipo de cola compuesta por iones de sodio.
Cola principal de gas (azul en el esquema) y cola secundaria de polvo (amarillo). Las colas de los cometas llegan a extenderse de forma considerable, alcanzando millones de kilómetros.
En el caso del cometa 1P/Halley, en su aparición de 1910, la cola llegó a medir cerca de 30 millones de kilómetros, un quinto de la distancia de la Tierra al Sol. Cada vez que un cometa pasa cerca del Sol se desgasta, debido a que el material que va perdiendo ya nunca es repuesto. Se espera que, en promedio, un cometa pase unas 2 mil veces cerca del Sol antes de sublimarse completamente.
A lo largo de la trayectoria de un cometa, éste va dejando grandes cantidades de pequeños fragmentos de material.
Cuando la Tierra atraviesa la órbita de un cometa, estos fragmentos penetran en la atmósfera en forma de estrellas fugaces o también llamadas lluvia de meteoros. En mayo y octubre se pueden observar las lluvias de meteoros producidas por el material del cometa Halley: las eta Acuáridas y las Oriónidas.
Los astrónomos sugieren que los cometas retienen, en forma de hielo y polvo, la composición de la nebulosa primitiva con que se formó el Sistema Solar y de la cual se condensaron luego los planetas y sus lunas. Por esta razón el estudio de los cometas puede dar indicios de las características de aquella nube primordial.
Órbitas
Los cometas interaccionan gravitacionalmente con el Sol y otros objetos del sistema solar. Su movimiento también está influenciado en cierto grado por los gases que eyecta, de modo que sus órbitas están determinadas mayormente, pero no del todo, por la gravedad.
La mayoría de órbitas parecen ser elípticas o, en algún caso, parabólicas. Muchos de los cometas pertenecen a una población denominada cometas de corto período, con órbitas elípticas "suaves" que los llevan a regiones lindantes con Júpiter o hasta más allá de la órbita de Neptuno. Aproximadamente una docena de estos cometas pasan por el sistema solar interior cada año
Período
Como se ha indicado, los cometas pueden clasificarse de acuerdo con sus períodos orbitales, que además, también les confiere otras características propias como vamos a ver a continuación.
Los cometas de corto período son aquellos que necesitan menos de 20 años para describir una órbita completa alrededor del Sol. Por tanto, se sobreentiende que son periódicos, es decir, que repiten sus pasos por el perihelio como si se tratara de planetas.
Existen otras características que los diferencian, como son que sus inclinaciones orbitales respecto a la eclíptica en casi la mitad de ellos (48%) son inferiores a los 10 grados, mientras que el 37% de los restantes poseen inclinaciones entre 10 y 20 grados. Además, en su inmensa mayoría su sentido de rotación es directo, como el de los planetas y muchos de ellos tienen su afelio en las proximidades de la órbita de Júpiter. Las dimensiones de los núcleos de éstos son del orden de los 2 km, es decir, pequeños, pues en los frecuentes pasos por el perihelio van perdiendo sus componentes volátiles y sus vidas forzosamente deben ser cortas a escala cosmológica. Se supone que debe existir algún mecanismo que realimente el sistema solar interno de cometas de corto período, pues de lo contrario los existentes posiblemente ya se hubieran consumido hace tiempo.
Los cometas de largo período son los que completan su órbita en más de 200 años. Sus inclinaciones pueden adquirir cualquier valor y están distribuidos de forma más o menos aleatoria por la esfera celeste. Sin embargo, una característica es que sus semiejes mayores hacen suponer que proceden de un remoto halo cometario situado entre las 10.000 y 100.000 unidades astronómicas. Fue este hecho el que hico postular a Oort la existencia de una nube o esfera donde se hallaban confinados y que hoy conocemos con el nombre de nube de Oort. Se calcula que para mantener constante el número observado de cometas de corto período, deberían transitar cada año entre 1.000 y 3.000 pequeños cometas de largo período entre 4 y 6 unidades astronómicas del Sol.
Los cometas de período medio poseen períodos orbitales entre 20 y 200 años. Se conocen varias docenas de ellos y cuatro se mueven en sentido retrógrado. El más famoso es el cometa Halley que describe una órbita en unos 76 años en sentido retrógrado, con una inclinación de 162° con respecto a la eclíptica. Tienen el mismo origen que los cometas de corto período, pero como sus órbitas los llevan con menos frecuencia a las proximidades del Sol, conservan bastantes características de los cometas nuevos o jóvenes.
Colisiones
Dado que las órbitas de los cometas en ocasiones cruzan las órbitas de otros cuerpos del sistema solar, pueden producirse colisiones. Hubo un tiempo en que se pensaba que la colisión de un cometa con la Tierra no ocasionaría graves perjuicios. Ahora se sabe que no es así y que el choque de un cometa, al igual que el de un asteroide, puede tener resultados catastróficos.
En la mañana del 30 de junio de 1908, en una región remota de la Siberia central denominada Tunguska, un gran bólido blancoazulado más brillante que el Sol estalló en el cielo con un intenso resplandor y onda de calor. El ruido de la explosión pudo ser oído a 1000 km de distancia, y derribó los árboles en un radio de 30 km desde el punto central del valle del río Tunguska. La onda expansiva dio dos veces la vuelta a la Tierra y en las noches siguientes se pudo observar una neblina rojiza en la alta atmósfera, aunque en aquel momento no se conocían los motivos. Se estima que la explosión tuvo una intensidad equivalente a una bomba de hidrógeno de 10 a 20 megatones detonada a unos 6-8 km de altura sobre la superficie, lo que podría explicar el por qué no ha sido hallado ningún cráter en la zona.
La región era tan remota que hubo pocos testigos y presumiblemente se perdieron pocas vidas. Las noticias del evento fueron censuradas y sólo se conocieron poco a poco en el resto del mundo. Debido a lo alejada que es la zona y a las vicisitudes políticas en esa parte durante el primer tercio del siglo, no fue hasta 1927 que finalmente partió una expedición para investigar lo que había sucedido. Aunque han sido propuestas varias teorías fantásticas, la explicación más simple consiste en que la Tierra fue alcanzada por un pequeño cometa o roca asteroidal de unos 100 metros de diámetro, que estalló antes de alcanzar el suelo, sobre la vertical de Tunguska.
En 1994 pudimos ser testigos directos de un fenómeno similar en otro planeta del sistema solar. En efecto, a mediados de julio fragmentos del Cometa Shoemaker-Levy 9 impactaron sobre Júpiter.
El Shoemaker-Levy 9 era un cometa con una órbita que parcialmente interceptaba la de Júpiter. Durante una muy cercana aproximación a Júpiter fue roto en más de 20 pedazos por la fuerza de la gravedad del planeta, al tiempo que fue capturado quedando momentáneamente en órbita alrededor de éste como si de un nuevo satélite se tratara, pero en una elipse tan cerrada, que pasaba por dentro del globo de Júpiter. Se pudo calcular con antelación que en el siguiente acercamiento, los fragmentos en que se había dividido el cometa se precipitarían uno tras otro, a lo largo de una semana, sobre Júpiter, organizándose una gran campaña mundial que observar este acontecimiento, que se calcula puede ocurrir una vez cada 500 o mil años.
En verdad que el espectáculo no defraudó a nadie y los efectos de los impactos superaron todas las expectativas previas. Aunque no existe un consenso entre los especialistas sobre el tamaño original y la composición del cometa, en un principio se estimó que podía tener unas dimensiones cercanas a los 10 km, pero más tarde se rebajó esta cifra a entre 3 y 5 km. Una vez fragmentado, los pedazos menores se estima que podían ser del orden de los 100 a 300 metros (varios de los más pequeños se volatilizaron antes del impacto) y los mayores podrían llegar a incluso superar 1 km.
El resultado de los choques sobre el gigantesco Júpiter fueron impresionantes, sobre todo pensando en el efecto devastador que podría tener el impacto de uno sólo de estos fragmentos en un planeta como la Tierra. La bola de fuego de los mayores impactos en algunos casos fue de algunos millares de kilómetros, y en la alta atmósfera quedaron unas marcas oscuras (prácticamente negras) que perduraron meses. Prescindiendo de la onda explosiva y de sus efectos, tan sólo esta capa oscura podría ser catastrófica para la vida en la Tierra, ya que bloquearía la llegada de la luz y el calor solar durante meses, sumiendo al planeta a bajísimas temperaturas, al tiempo que impediría la fotosíntesis, con lo que las plantas morirían, a las que seguirían los animales que se alimentan de ellas.
Cometas
Famosos
- Gran Cometa de 1577
- Gran Cometa de 1744: Chéseaux y varios otros observadores reportaron un fenómeno sumamente insólito un abanico de seis colas separadas que sobrepasó el horizonte.
- Gran Cometa de 1811
- Gran Cometa de 1843
- Gran Cometa de 1882
- Cometa 3D/Biela: a finales del siglo XIX se partió en dos, y más tarde en fragmentos minúsculos, dando lugar a una lluvia de estrellas, con lo que desapareció para siempre.
- Cometa Borrelly
- Cometa Coggia: obtuvo mucha fama debido a su extraordinaria belleza.
- Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. Destino de la sonda espacial europea Rosetta.
- Cometa 2P/Encke
- Cometa Hale-Bopp
- Cometa 1P/Halley: describe su órbita cada 76 años. En 1910 su aproximación a la Tierra, conllevó que su cola rozara con las capas superiores de la atmósfera.
- Cometa Humason
- Cometa Hyakutake
- Cometa Ikeya-Seki
- Cometa Kohoutek
- Cometa Luxell: al pasar cerca de Júpiter, perdió parte de su masa y padeció perturbaciones importantes en su órbita.
- Cometa Mrkos
- Cometa Shoemaker-Levy 9: en 1993 se fragmentó debido al intenso campo gravitorio de Júpiter y acabó impactando contra él.
- Cometa 9P/Tempel 1: la sonda espacial Deep Impact lanzó un proyectil sobre este cometa para estudiar la composición de su núcleo.
- Cometa 55P/Tempel-Tuttle: progenitor de la lluvia de meteoros de las Leónidas.
- Cometa West
- Cometa 109P/Swift-Tuttle el progenitor de la lluvia de meteoros de las Perseidas.
- Cometa McNaught: visible a simple vista a pleno día.
Otros
Influencia cultural de los cometas
Los cometas han llamado la atención de los hombres de todas las civilizaciones.
Generalmente eran considerados un mal augurio. Se ha relacionado la súbita aparición de cometas con hechos históricos, como batallas, nacimientos (véase Jesucristo) o muertes. Estas creencias perduran hasta nuestros días, aunque tienen mucho menos predicamento que en la antigüedad.
En la antigüedad, su aparición venía acompañada de malos presagios. Los astrólogos le atribuían el augurio de muerte inminente de algún rey o emperador. Pero lo cierto es que, si bien este tipo de creencias ha sido superado por la mayoría de las personas, existe todavía el temor de un posible impacto de efectos apocalípticos sobre la superficie de la Tierra.
Edmund Halley
El astrónomo inglés Edmund Halley fue un buen amigo de Isaac Newton. En 1705 usó la nueva teoría de la gravitación de Newton para determinar órbitas de cometas a partir de sus registros en el cielo en función del tiempo. Halló que los cometas brillantes de 1531, 1607 y 1682 tenían casi las mismas órbitas, y cuando tuvo en cuenta las perturbaciones gravitacionales producidas por Júpiter y Saturno sobre los cometas, llegó a la conclusión de que fueron distintos aspectos de un mismo cometa. Entonces, realizó los oportunos cálculos y predijo el retorno del cometa en 1758.
Halley no vivió para poder comprobar su predicción, puesto que falleció en 1742. Sin embargo, el día de Navidad de 1758, el cometa que inmortalizaría su nombre hizo el retorno previsto, siendo localizado por Johann Georg Palitzsch, un granjero alemán aficionado a la astronomía, con lo cual no sólo se desmitificaba el mal augurio que se había atribuido a los cometas, mostrando que eran astros como todos los demás, sino lo más importante, que quedaba absolutamente probada la teoría de la gravitación de Newton.
Después del retorno de 1758-1759, los astrónomos empezaron a buscar conexiones entre el cometa Halley y otros cometas vistos antes de la aparición de 1531. En total fueron identificadas 23 apariciones previas, siendo la primera documentada por los chinos en el año 240 a.n.e.. El último retorno fue en 1986 (nada espectacular) y el próximo está previsto para el año 2061. La siguiente figura (no respeta las proporciones de los planetas) muestra la posición del cometa Halley, en el afelio, en el año 2024.
