El ‘megacometa’ Bernardinelli-Bernstein es el hallazgo de una década. Aquí está el descubrimiento explicado.


Incluso Pedro Bernardinelli y Gary Bernstein admiten que son un par de científicos poco probables que terminen con un cometa récord llamado en su honor.

Los científicos estimaron brevemente que el cometa Bernardinelli-Bernstein, como se le conoce ahora, era el cuerpo helado más grande identificado hasta la fecha, quizás con más de 160 kilómetros de diámetro. Observaciones adicionales han puesto eso en duda, pero dado al «megacometa» una nueva distinción: brotó una cola notablemente lejos del sol, lo que sugiere más revelaciones por venir. En total, el objeto ofrece a los astrónomos una oportunidad sin precedentes de observar las payasadas de un cometa.

Una imagen tomada por Dark Energy Survey muestra al cometa Bernardinelli-Bernstein en octubre de 2017 (Crédito de la imagen: Dark Energy Survey / DOE / FNAL / DECam / CTIO / NOIRLab / NSF / AURA / P. Bernardinelli & G. Bernstein (UPenn) / Encuestas de imágenes de legado de DESI. Agradecimientos: Rector de TA (Universidad de Alaska Anchorage / NOIRLab de NSF) / M. Zamani (NOIRLab de NSF) / J. Miller (NOIRLab de NSF))

Pero Bernardinelli vio el objeto solo una semana antes de defender su disertación, que se centró en encontrar un tipo completamente diferente de objeto del sistema solar exterior, objetos transneptunianos. Y el principal interés científico de Bernstein radica en otro tema: buscar distorsiones causadas por la materia oscura. Sin embargo, aquí están Bernardinelli y Bernstein, con uno de los cometas más grandes conocidos hasta la fecha con su nombre. Parecen un poco aturdidos por el giro de los acontecimientos, aunque ambos dijeron que sus padres están bastante satisfechos con el desarrollo inesperado.

«Este es un honor inusual para un cosmólogo», dijo a Space.com Bernstein, un astrónomo de la Universidad de Pensilvania, «pero mi madre está muy feliz».

Una búsqueda diferente
La tesis doctoral de Bernardinelli se centró en identificar una clase de objetos llamados objetos transneptunianos (TNO), de los cuales el cometa Bernardinelli-Bernstein claramente no es uno, aunque su investigación descubrió más de 800 de ellos también.

Los TNO son trozos de roca que, como su nombre lo indica, rodean el sol pero permanecen más allá de la órbita de Neptuno. Eso es aproximadamente 30 veces la distancia promedio de la Tierra al sol, que es de aproximadamente 93 millones de millas (150 millones de km) y que los científicos llaman una unidad astronómica o AU. Pero la mayoría de los TNO nunca se alejan más del sol que unos pocos cientos de unidades astronómicas.

Entonces, cuando el análisis de Bernardinelli extrajo un objeto y declaró que su punto más distante del sol estaba a decenas de miles de unidades astronómicas del sol, lo notó.

«Inmediatamente me apareció en el ojo», dijo a Space.com Bernardinelli, quien completó su trabajo de doctorado en la Universidad de Pensilvania este verano y ahora está comenzando un postdoctorado en la Universidad de Washington. Recuerda haber pensado: «‘Esto es extraño, ¿qué es esto?'»

La detección fue tan extraña, de hecho, que pensó que era un error y fue a buscar errores. Pero esa búsqueda resultó vacía, por lo que le llevó el hallazgo a Bernstein, su asesor. «No vi nada, todo parecía real», dijo Bernardinelli. «Parecía más real que la mayoría de las cosas que encontramos».

Un hallazgo afortunado
Los investigadores vieron al cometa Bernardinelli-Bernstein en datos llamados Dark Energy Survey (DES), que se ejecutó en un telescopio en el Observatorio Interamericano Cerro Tololo en Chile de 2013 a 2019.

(«No es que este sea el programa de Pedro y Gary», dijo Bernstein. «De hecho, queríamos que el cometa se llamara Cometa DES, pero aparentemente eso va en contra de las reglas»).

El Dark Energy Survey fue, como su nombre lo indica, un estudio diseñado para ayudar a los científicos a comprender la energía oscura, una sustancia misteriosa que los científicos aún no han visto directamente pero que se cree que constituye el 68% del universo y distorsiona nuestra visión de otras galaxias. El proyecto capturó más de 80.000 imágenes del cielo, revisando parches específicos cada dos semanas. En cada imagen hay decenas de miles de objetos cósmicos de todas las formas y tamaños.

«Cuando tomas una imagen del cielo, no estás tomando solo una imagen de las galaxias, estás tomando una imagen de todo lo que está entre tú y ellas, esencialmente», dijo Bernardinelli. «Entonces obtienes cosas como estrellas, obtienes aviones, obtienes asteroides y todo lo demás en el medio».

Las observaciones del cometa Bernardinelli-Bernstein recopiladas por un puesto de avanzada del Observatorio Las Cumbres en Sudáfrica en junio de 2021 muestran actividad en el cometa a pesar de su gran distancia del sol. (Crédito de la imagen: LOOK / LCO)

Entonces, Bernardinelli y Bernstein reservaron tiempo en una supercomputadora y se dispusieron a diseñar una forma de detectar TNO dentro de las imágenes de Dark Energy Survey. Usando la hora y la ubicación de cada imagen para acumular vistas del sistema solar, los investigadores configuraron el algoritmo para identificar cuándo al menos siete imágenes diferentes se alinearon para mostrar una mancha que se mueve de acuerdo con las leyes que gobiernan el movimiento de los objetos del sistema solar.

«Es una conexión masiva de puntos». Dijo Bernardinelli.

Aunque siete imágenes diferentes fue la configuración mínima, el cometa masivo apareció en 20 o 30 imágenes separadas, dijo Bernstein. «No hay absolutamente ninguna manera de que puedas conseguir eso por accidente», dijo. «Sabíamos que era real de inmediato».

Pero, de hecho, el algoritmo aún no debería haber marcado el objeto, señaló. Bernardinelli y Bernstein habían configurado el programa para buscar objetos ubicados al menos a 30 UA del sol, alrededor de donde orbita Neptuno. Esa configuración fue una cuestión de conveniencia: coincide con la ubicación de los TNO que eran el objetivo principal de los investigadores y las imágenes más cercanas son difíciles de identificar con dos semanas que a menudo se extienden entre imágenes.

Sin embargo, cuando el estudio estaba en funcionamiento, el cometa ya estaba más cerca, a solo 25 UA del sol en 2017 (según los cálculos orbitales, lo más cercano que Bernardinelli-Bernstein llegará al sol es de aproximadamente 11 UA, aún más distante que Saturno. órbita – en 2031.)

«Fue un poco de suerte que lo atrapáramos», dijo Bernstein, y agregó que la suerte probablemente se debió a que el objeto era tan fácil de ver.

Causa de emoción
Aunque lo que inicialmente se destacó para Bernardinelli fueron las extrañas características orbitales del cometa, el descubrimiento causó tal impacto debido a un rasgo diferente, el tamaño estimado del cometa. Basándose en el brillo y la distancia del objeto, los científicos estimaron inicialmente que el núcleo del cometa, la roca helada en su núcleo, tenía entre 100 y 200 kilómetros (60 a 120 millas) de ancho.

Irónicamente, si la detección hubiera resultado ser uno de los TNO a los que realmente se dirigía el estudio, no habría sido notable, ya que los científicos conocen muchos TNO de ese tamaño. Pero en lo que respecta a los cometas, esa estimación de tamaño es realmente enorme. Entre los cometas que los científicos han estudiado en detalle, solo dos pertenecen a la misma clase: el cometa Hale-Bopp, que se acercó a la Tierra en 1997, y el cometa C / 2002 VQ94 (LINEAR), que no se adentró más en el sistema solar. que la órbita de Júpiter.

Anuncio publicitario

Los cometas grandes son raros porque el mismo hielo vaporizante que los hace tan espectaculares de ver los despoja de su ser, por lo que cada paso del sol deja al cometa un poco más pequeño que antes.

«Es muy raro ver grandes cometas básicamente porque a menos que lo atrape en su primer o segundo pasaje, la mayor parte de su material ya se habrá ido», dijo Bernardinelli.

Sin embargo, los científicos siempre han esperado que existieran objetos como el cometa Bernardinelli-Bernstein, vagando por los gélidos bordes del sistema solar durante eones. Y los expertos externos dicen que el descubrimiento no solo no es sorprendente, sino que también es una señal de que los científicos están en el camino correcto para reconstruir la historia del sistema solar.

«Es genial, pero no tan inesperado», dijo a Space.com Meg Schwamb, astrónoma planetaria de la Queen’s University de Belfast, en Irlanda del Norte, que se especializa en el sistema solar exterior y no participó en el descubrimiento. «Encaja con la historia que conocemos».

Esa historia dice así: el joven sistema solar lucía un anillo de escombros pequeños y helados que rodeaban los planetas masivos. Pero cuando los planetas migraron a través del sistema solar, su enorme gravedad pateó los escombros congelados.

Algunos volaron hacia el espacio interestelar; algunos terminaron en lo que los científicos llaman el Cinturón de Kuiper, donde orbita Plutón; algunos terminaron en la Nube de Oort, mucho más distante, donde acechan cometas como Bernardinelli-Bernstein. Desde allí, a medida que las mareas fluyen a través de la Vía Láctea y las estrellas vecinas pasan por nuestro sistema solar, la gravedad ocasionalmente lanza una bola de nieve hacia adentro en una aventura planetaria.

Y hay muchos objetos del Cinturón de Kuiper que se parecen al nuevo cometa, dijo Schwamb, por lo que encontrar un objeto similar proveniente de la Nube de Oort sugiere que los científicos han estado en el camino correcto y que aún quedan más descubrimientos por venir.

«Encontrar un objeto grande como este probablemente significa que hay algunos más por encontrar», dijo Schwamb.

Inesperadamente activo
A medida que más ojos vieron el nuevo cometa, su historia cambió un poco.

Los científicos dirigieron sus telescopios a la ubicación moderna del objeto y revisaron los datos de archivo para rescatar los avistamientos que se pasaron por alto en el análisis original. Y en esos objetos, estaba claro que el cometa Bernardinelli-Bernstein no estaba completamente congelado y ya se había despertado un poco cuando apareció por primera vez en las imágenes de los científicos.

Los cometas desarrollan sus comas difusas distintivas cuando sus hielos se calientan lo suficiente como para evaporarse en una nube gaseosa que rodea el núcleo. El fenómeno oscurece el núcleo e ilumina el cometa, lo que significa que si el cometa Bernardinelli-Bernstein estuvo activo incluso en los primeros avistamientos, los científicos habían sobreestimado su tamaño.
Es un desafío común para los científicos que se enfocan en estudiar el núcleo de un cometa propiamente dicho, dijo a Space.com Rosita Kokotanekova, una científica cometaria del Observatorio Europeo Austral que no participó en el descubrimiento del nuevo cometa. «A los cometas les gusta sorprendernos», dijo. «Usted asume que está estudiando el núcleo, pero podría ser engañado por el coma circundante».

Resulta que calcular el tamaño de un cometa activo es mucho más complicado que medir un núcleo desnudo, por lo que Kokotanekova dijo que no podía ofrecer una nueva estimación del tamaño del cometa, más allá de que sería algo más pequeño que los cálculos originales.

Pero a pesar del tamaño ligeramente menos superlativo, el cometa Bernardinelli-Bernstein sigue siendo una maravilla, dijo, por la misma actividad que invalida la estimación de tamaño original. Los científicos solo han visto un puñado de cometas activos hasta el momento del sol, donde las temperaturas aún son demasiado frías para que, digamos, el hielo de agua se convierta en vapor, un tipo típico de actividad cometaria. Las buenas observaciones de un cometa activo tan lejos podrían enseñar a los científicos sobre tipos desconocidos de payasadas cometarias, dijo.

«Por lo general, tenemos muy pocos objetos que están activos y capturamos incluso menos», dijo Kokotanekova. «Lo que es realmente único acerca de este objeto no es su tamaño, sino lo activo que es a estas grandes distancias y la gran oportunidad que nos brinda para caracterizar la actividad distante».

Un regalo para los años venideros
Independientemente del tamaño y la actividad, todos los científicos estuvieron de acuerdo en que el aspecto más emocionante del cometa Bernardinelli-Bernstein es qué tan bien los científicos podrán estudiarlo.

Algunos factores diferentes hacen que el cometa sea particularmente prometedor. En primer lugar, dado un descubrimiento de 2021 y una aproximación cercana al sol en 2031, además de antiguas observaciones de 2010, los científicos pueden observar durante décadas el objeto que es raro para esta clase de cometa que hace viajes tan largos.

«Estudiar cometas de período largo es más complicado», dijo Kokotanekova, en comparación con los cometas de período corto que nunca se alejan tanto del sol. «Simplemente pasan a través del sistema solar, los detectamos bastante tarde y luego los estudiamos durante un breve período. Y luego desaparecen para siempre».

Y gran parte del viaje del cometa Bernardinelli-Bernstein, los científicos tendrán vistas prácticamente continuas, gracias al Observatorio Vera C. Rubin en Chile programado para comenzar a observar en 2023. Esa instalación inspeccionará el cielo austral una vez cada tres días, ofreciendo a los astrónomos un impecable detalle. vista de cómo cambia el cometa a medida que se acerca al sol.

«Vamos a obtener una película completa de este objeto a medida que evoluciona y se interna», dijo Schwamb. Kokotanekova espera que, en particular, la película enseñe a los astrónomos qué tipos de actividad se encienden y a qué distancias del sol.

Aunque no se propusieron encontrar un cometa tan importante, tanto Bernardinelli como Bernstein dijeron que su descubrimiento inesperado este verano les ha dado una nueva apreciación de las bolas de hielo sucias que traquetean alrededor del sistema solar exterior.

«Creo que seguiré teniendo mi trabajo diario de cosmología», dijo Bernstein. Pero aún así, «ha sido agradable, realmente he aprendido mucho sobre los cometas».

Para Bernardinelli, sin embargo, el encuentro casual con el cometa que ahora lleva su nombre puede cambiar su propia trayectoria científica, dijo. «Nunca había pensado demasiado en los cometas antes, y a medida que paso a la etapa de postdoctorado puedo expandir el tipo de cosas que hago, así que definitivamente estoy considerando la posibilidad de ramificarme más en cometas».

Deja una respuesta

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Salir /  Cambiar )

Google photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google. Salir /  Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Salir /  Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Salir /  Cambiar )

Conectando a %s

Este sitio usa Akismet para reducir el spam. Aprende cómo se procesan los datos de tus comentarios.

A %d blogueros les gusta esto: