Reliquia de 4 mil millones de años del sistema solar primitivo se dirige hacia nosotros


Un cometa enorme, de aproximadamente 80 millas de diámetro, más del doble del ancho de Rhode Island, se dirige hacia nosotros a 22,000 millas por hora desde el borde del sistema solar. Afortunadamente, nunca se acercará a más de mil millones de millas del sol, que está un poco más lejos de la Tierra que Saturno; eso será en 2031.

Los cometas, que se encuentran entre los objetos más antiguos del sistema solar, son cuerpos helados que fueron arrojados fuera del sistema solar sin contemplaciones en un juego de pinball gravitacional entre los planetas exteriores masivos, dijo David Jewitt. El profesor de ciencia planetaria y astronomía de UCLA es coautor de un nuevo estudio del cometa en Astrophysical Journal Letters. Los cometas desalojados se instalaron en la nube de Oort, un vasto reservorio de cometas lejanos que rodean el sistema solar a muchos miles de millones de millas en el espacio profundo, dijo.

Esta secuencia muestra cómo se aisló el núcleo del cometa C/2014 UN271 (Bernardinelli-Bernstein) de una gran capa de polvo y gas que rodeaba el sólido núcleo helado. A la izquierda hay una foto del cometa tomada por la Cámara de Campo Amplio 3 del Telescopio Espacial Hubble de la NASA el 8 de enero de 2022. Se obtuvo un modelo de la coma (panel central) mediante el ajuste del perfil de brillo de la superficie ensamblado a partir de la imagen observada. a la izquierda. Esto permitió sustraer la coma, revelando el brillo puntual del núcleo. En combinación con los datos del radiotelescopio, los astrónomos llegaron a una medida precisa del tamaño del núcleo. Eso no es poca cosa de algo a unos 2 mil millones de millas de distancia. Aunque se estima que el núcleo tiene un tamaño de 85 millas de ancho, está tan lejos que el Hubble no puede resolverlo. Su tamaño se deriva de su reflectividad medida por Hubble. Se estima que el núcleo es tan negro como el carbón. El área del núcleo se obtiene a partir de observaciones de radio. Crédito: NASA, ESA, Man-To Hui (Universidad de Ciencia y Tecnología de Macao), David Jewitt (UCLA) Procesamiento de imágenes: Alyssa Pagan (STScI)

La espectacular cola típica de un cometa de varios millones de millas de largo, que hace que parezca un cohete, desmiente el hecho de que la fuente en el corazón de los fuegos artificiales es un núcleo sólido de hielo mezclado con polvo, esencialmente una bola de nieve sucia. Este enorme, llamado cometa C/2014 UN271 y descubierto por los astrónomos Pedro Bernardinelli y Gary Bernstein, podría tener hasta 85 millas de diámetro.

«Este cometa es literalmente la punta del iceberg de muchos miles de cometas que son demasiado débiles para ver en las partes más distantes del sistema solar», dijo Jewitt. «Siempre hemos sospechado que este cometa tenía que ser grande porque es muy brillante a una distancia tan grande. Ahora confirmamos que lo es».

Este cometa tiene el núcleo más grande jamás visto en un cometa por los astrónomos. Jewitt y sus colegas determinaron el tamaño de su núcleo usando el Telescopio Espacial Hubble de la NASA. Su núcleo es unas 50 veces más grande que el de la mayoría de los cometas conocidos. Su masa se estima en 500 billones de toneladas, cien mil veces mayor que la masa de un cometa típico que se encuentra mucho más cerca del sol.

Diagrama que compara el tamaño del núcleo sólido y helado del cometa C/2014 UN271 (Bernardinelli-Bernstein) con el de varios otros cometas. Crédito: NASA, ESA, Zena Levy (STScI)

«Este es un objeto asombroso, dado lo activo que es cuando todavía está tan lejos del sol», dijo el autor principal Man-To Hui, quien obtuvo su doctorado de la UCLA en 2019 y ahora trabaja en la Universidad de Ciencia y Tecnología de Macao en Taipa, Macao. «Supusimos que el cometa podría ser bastante grande, pero necesitábamos los mejores datos para confirmarlo».

Entonces, los investigadores usaron el Hubble para tomar cinco fotos del cometa el 8 de enero de 2022 e incorporaron observaciones de radio del cometa en su análisis.

El cometa está ahora a menos de 2 mil millones de millas del sol y en unos pocos millones de años regresará a su lugar de anidación en la nube de Oort, dijo Jewitt.

El cometa C/2014 UN271 se observó por casualidad por primera vez en 2010, cuando estaba a 3 mil millones de millas del sol. Desde entonces, ha sido intensamente estudiado por telescopios terrestres y espaciales.

El desafío al medir este cometa fue cómo determinar el núcleo sólido del enorme coma polvoriento, la nube de polvo y gas, que lo envolvía. El cometa está actualmente demasiado lejos para que el Hubble resuelva visualmente su núcleo. En cambio, los datos del Hubble muestran un pico de luz brillante en la ubicación del núcleo. Luego, Hui y sus colegas hicieron un modelo de computadora del coma circundante y lo ajustaron para que se ajustara a las imágenes del Hubble. Luego, restaron el resplandor de la coma, dejando atrás el núcleo.

Hui y su equipo compararon el brillo del núcleo con observaciones de radio anteriores del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, o ALMA, en Chile. Las nuevas mediciones del Hubble están cerca de las estimaciones de tamaño anteriores de ALMA, pero sugieren de manera convincente una superficie del núcleo más oscura de lo que se pensaba anteriormente.

«Es grande y más negro que el carbón», dijo Jewitt.

El cometa ha estado cayendo hacia el sol durante más de 1 millón de años. Se cree que la nube de Oort es el lugar de anidación de billones de cometas. Jewitt cree que la nube de Oort se extiende desde unos cientos de veces la distancia entre el sol y la Tierra hasta al menos una cuarta parte de la distancia de las estrellas más cercanas a nuestro sol, en el sistema Alpha Centauri.

Los cometas de la nube de Oort fueron expulsados ​​del sistema solar hace miles de millones de años por la gravitación de los planetas exteriores masivos, según Jewitt. Los cometas lejanos viajan de regreso hacia el sol y los planetas solo si sus órbitas se ven perturbadas por el tirón gravitacional de una estrella que pasa, dijo el profesor.

Supuesta por primera vez en 1950 por el astrónomo holandés Jan Oort, la nube de Oort sigue siendo una teoría porque los cometas que la componen son demasiado débiles y distantes para ser observados directamente. Esto significa que la estructura más grande del sistema solar es casi invisible, dijo Jewitt.

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