Los científicos descubren que los cometas distantes de período largo se desvanecen rápidamente


Cuando los cometas se acercan al Sol, liberan gas y polvo que los astrónomos conocen como actividad cometaria. Para los cometas que pasan cerca o dentro de la órbita de la Tierra, esta actividad se ralentiza en órbitas sucesivas. El astrónomo de la Universidad de Oklahoma, Nathan Kaib, descubrió que este mismo fenómeno de desvanecimiento de cometas ocurre cuando los cometas hacen pasajes repetidos a través de la región más distante más allá de Saturno.

Kaib, profesor asociado en el Departamento de Física y Astronomía de Homer L. Dodge en la Facultad de Artes y Ciencias de la Familia Dodge en OU, es el autor principal del artículo «Comet Fading Begins Before Saturn», publicado en Science Advances.

Imagen del cometa C/2014 B1 (Scwartz) tomada con el Telescopio Óptico Nórdico de 2,5 metros. La órbita de este cometa de período largo se encuentra fuera de la de Saturno, pero exhibió actividad cometaria durante su paso más reciente por la región de planetas gigantes del sistema solar. El análisis de la órbita de este cometa, así como de otros cerca o más allá de Saturno, muestra que se desvanecen rápidamente por debajo de la detectabilidad después de solo un puñado de pasajes sucesivos a través de la región exterior del planeta gigante. Anteriormente, solo se sabía que el fenómeno del «desvanecimiento del cometa» operaba entre los cometas que pasaban por el sistema solar interior cerca de la Tierra. Crédito: David Jewitt

«Los cometas de período largo, aquellos que tardan al menos cientos de años en dar una vuelta alrededor del Sol, pasan la mayor parte de sus vidas miles de veces más lejos del Sol que la Tierra», dijo Kaib. “Sin embargo, a veces desarrollan órbitas muy elípticas y, a su vez, realizan incursiones regulares hacia el Sol y sus planetas cercanos. A medida que estos cometas se acercan al Sol, su intenso calor convierte sus superficies heladas en gas.

Esta actividad cometaria es lo que les da a los cometas su llamativa apariencia en el cielo y los hace relativamente fáciles de encontrar para los astrónomos. A medida que el calor extremo del Sol agota constantemente su suministro de hielo superficial, la actividad de los cometas que pasan cerca de la Tierra disminuye o se desvanece con el tiempo».

En este estudio, Kaib descubrió que este fenómeno de desvanecimiento también ocurre entre los cometas que pasan por el sistema solar exterior cerca o más allá de la órbita de Saturno. Lo que hace que sus hallazgos sean sorprendentes es que tales cometas experimentan un calentamiento mucho más débil del Sol en comparación con los que están más cerca de la Tierra. De hecho, a diferencia de los cometas más cercanos, el calentamiento del Sol es tan débil que el hielo a base de agua no puede evaporarse en estos cometas.

Al ejecutar simulaciones por computadora de cometas que viajan cerca de los planetas gigantes del sistema solar exterior, Kaib mostró que la gravedad de los planetas gigantes reduce rápidamente las órbitas de los cometas distantes para que hagan excursiones más pequeñas alejándose del Sol entre pasajes a través del sistema solar exterior.

«Por lo tanto, deberíamos esperar que el sistema solar exterior tenga muchos más cometas en estas órbitas reducidas en comparación con los de órbitas más grandes», dijo. «En cambio, los astrónomos ven lo contrario; los cometas distantes con órbitas reducidas están casi completamente ausentes de las observaciones de los astrónomos, y los cometas con órbitas más grandes dominan nuestro censo del sistema solar exterior. El rápido desvanecimiento del cometa que ocurre durante esta reducción de la órbita explica esta paradoja, ya que efectivamente hará que los cometas más antiguos sean invisibles para las búsquedas de los astrónomos».

Dado que los cometas distantes son difíciles de estudiar debido a su lejanía, la comprensión de los cometas por parte de los astrónomos se basa principalmente en el estudio de los que se encuentran en órbitas cercanas a la Tierra. El hallazgo de Kaib sugiere que los pasajes a través del sistema solar exterior pueden alterar las propiedades físicas de muchos cometas cercanos a la Tierra antes de que sean descubiertos.

«El desvanecimiento entre cometas distantes se descubrió al combinar los resultados de las simulaciones por computadora de la producción de cometas con el catálogo actual de cometas distantes conocidos», dijo Kaib. «Estos cometas distantes son débiles y extremadamente difíciles de detectar, y las campañas de observación de cometas se han esforzado mucho para construir este catálogo durante los últimos 20 años. Sin él, este trabajo actual no habría sido posible».

Kaib espera que Legacy Survey of Space and Time, una misión de 10 años para estudiar el cielo del sur en el Observatorio Vera C. Rubin en Chile, aumente rápidamente los descubrimientos de cometas.

«El desvanecimiento del cometa caracterizado en mi trabajo será fundamental para comprender e interpretar adecuadamente este diluvio inminente de cometas recién descubiertos», dijo.

Las simulaciones por computadora para este trabajo se realizaron en el Centro de Supercomputación para Educación e Investigación de OU. Kaib se encuentra actualmente en una licencia sabática en la Universidad Case Western Reserve en Cleveland, Ohio.

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