COMETAS BLANDOS               

 

En la antigüedad la presencia de un cometa en los cielos, era interpretada como un fenómeno atmosférico, una exhalación, algo que se propiciaba en el aire sin  que nadie supiera muy bien que tipo de fenómeno era.

                Los observadores atentos, con minuciosas mediciones, concluyeron que en realidad deberían ser algún tipo de astro extraño que bajo el concepto aristotélico de universo, con esferas cristalinas perfectamente ordenadas y su necesidad de perfección  mecánica y conceptual, imponía serios problemas para ubicar astros no sujetos a los movimientos requeridos para una esfera que era incomoda de colocar entre las demás, rompiendo la armonía ideal que se esperaba de toda la naturaleza incluida la cósmica.

                La palabra COMETA, que hemos recibido como legado histórico, se debe al aspecto visual que observaron los hombres en la antigüedad, la envoltura de semblanza pilosa, filamentosa, queda reflejada en los dibujos y grabados de la época y así se denominaba COMA o "cabellera"  y que en la actualidad perdura en el signo ortográfico del mismo nombre: la coma(,) y en aquellas cosas que semejan una extensión deformada, por ejemplo la aberración óptica conocida precisamente por "coma", la cual deforma una imagen puntual en otra con el aspecto del signo ortográfico: la coma; Así es fácil darse cuenta que una "estrella  o astro con cabellera" sería un astro con "coma" o COMETA que es la designación que ahora usamos.

                Cuando la casualidad histórica reunió a mentes preclaras en una misma época, haciendo coincidir parte de sus vidas, pudo establecerse sin lugar a mas interpretaciones fantasiosas que realmente eran astros con una órbita definida y predecible en el tiempo.  Johanes Keppler, Isaac Newton y Edmond Halley hicieron pues posible un avance sin retorno hacia la comprensión de aquellos astros esporádicos que atemorizaron (y aún hoy lo hacen) a la humanidad, como suele suceder ante hechos desconocidos y envueltos en una cabellera de misterio. El primero de estos hombres estableció las leyes de la  mecánica celeste, el segundo las leyes de la gravitación universal y el último fijo por primera vez la fecha de retorno de uno de estos astros y del cual tomo su nombre, el famosísimo "Cometa Halley".

                Otra cosa bien diferente era el conocimiento a cerca de su composición y estructura que se reducía a cábalas y teorías sin  posibilidad de confirmación hasta que la técnica no desarrolló los instrumentos adecuados para su identificación. A finales del siglo XIX los espectroscopios habían alcanzado edad suficiente para saber rasgos de la composición química y era sabido que el agua era un componente primordial en las diferentes capas que podían ser prospectadas. Se definieron con mas claridad las partes de un cometa y se hicieron diferenciaciones entre la cola, la coma y el núcleo o parte mas profunda y que es realmente el astro generador de las otras estructuras. Siendo el agua un componente abundante, los astros con cabellera deberían tener hielos en su interior pues proceden de lugares lejanos entre los planetas donde las temperaturas son extraordinariamente bajas en comparación con las que cotidianamente nos relacionamos y hemos establecido como patrón de medida.

                Bien entrado ya el siglo XX, en al año 1949 el astrónomo Fred Whipple estableció la teoría de la "bola de nieve sucia" que nos ha llegado hasta ahora y que poco a poco va perfeccionándose con las nuevas aportaciones que dan las oportunidades de estudio de algunos cometas especiales cuyo particular comportamiento aporta nuevas evidencias que completan las lagunas aparecidas tras años de estudio (e interpretación) de los cometas. La bola de nieve sucia hace referencia de manera llana a la composición relativa de un cometa; parte de hielos de diferentes gases y  parte de restos de roca o simplemente polvo, es decir partículas mínimas de silicatos que en ocasiones apenas llegan a ser mayores que una sola molécula o agregados de moléculas aglutinadas por los hielos y por su propia atracción electrostática o gravitacional.

                Se entendía pues que un cometa era una masa mas bien sólida de agregados de diferentes tamaños y densidades con variadas composiciones químicas entre las que se destacaban no solo el agua sino también otros gases como el dióxido y monóxido de carbono, el metano, el amoníaco y el cianógeno, formaldehídos  y algunos hidrocarburos helados y cuyo tamaño alcanzaba varios kms. de diámetro con masas de varios miles de millones de Tm., de ahí lo de "nieve sucia".

                Con el tiempo esta idea de bloque sólido compacto ha ido cambiando para acercarse mas al simple agregado con estructura más esponjosa, menos monolítica, pues a lo largo del tiempo se han acumulado registros de cometas que en su periplo solar se han roto en dos o más pedazos he incluso han acabado literalmente evaporados.

                Tan solo hace unos meses una nueva publicación de un estudio de los hielos interplanetarios a arrojado mas luz sobre estos compuestos y su particular estado, al formarse en ausencia de gravedad y a temperaturas tan bajas que solo son unos pocos grados por encima del 0 absoluto (0° Kelvin), su estructura no es cristalina como lo es para nosotros el hielo de agua sino que son hielos amorfos, solo agregaciones de material a bajísima temperatura, ese estado amorfo es semejante el del agua líquida en sus enlaces del  hidrógeno y por ello aunque de altísima viscosidad permanecen móviles y permiten con ello envolver o atrapar a otros compuestos. El aumento de temperatura debido al acercamiento al sol es responsable de transiciones de fase que hacen que el hielo adquiera una forma de cristalización extraña, la forma cúbica, que en determinadas condiciones coexiste con la amorfa, solo cuando el calentamiento es mayor la forma cúbica se hace hexagonal que es el hielo ordinario y cuya disposición atómica no permite la presencia de otras sustancias en su interior, siendo estas expulsadas y por ello una de las causas de los chorros habidos en algunos cometas, esto puede suceder por capas preservando la forma de hielo normal a las capas internas de ser expuestas y calentadas y por consiguiente de transformarse y así pervive a través delos tiempos dándole vueltas al sol y perdiendo en cada paso una masa promedio del 1% solamente. 

Cuadro de texto: Cometa de Biela en 1876                 Un ejemplo característico es el conocido como  cometa "Biela", nombre de su descubridor el astrónomo austriaco Wilhem Von  Biela; hacia el año 1876 se ha visto escindido dando la impresión  de un cometa gemelo pues sus dos partes viajaban  a la par, no ha regresado en las fechas previstas por las efemérides, no es el único ejemplo y recientemente la sorprendente oportunidad de comtemplar una colisión cometaria con un planeta ha disparado no solo la actividad observacional en los mayores centros de investigación, observatorios y naves espaciales (hasta se utilizó el lejano y veterano Voyager), sino la de los medios de comunicación que incluian imagenes casi en directo del acontecimiento facilitadas por algún observatorio astronómico. Todos recordamos las "impactantes" imágenes  del cometa Shomaker-Levy convertido en un rosario de fragmentos y los posteriores impactos sobre la atmósfera de Júpiter en 1994.

                El paso del cometa Halley en 1986 reunió la mayor flota de naves espaciales dirigidas hacia un solo astro. Además de las que se enviaron a su encuentro, otras con misiones en curso desviaron su atención para dirigir sus instrumentos de abordo hacia el esperado, en aquellos días, cometa de Halley; sondas japonesas, rusas y europeo-americanas se aproximaron como jamás se había intentado en la historia de la humanidad a la búsqueda de las interioridades de un cometa, ver en situ su composición y su tamaño, examinar su interacción con el medio y con el viento solar formaban parte importante de las investigaciones a realizar para comprender mejor la estructura y la evolución cometaria en sus aproximaciones periódicas al sol.

                Esta hazaña increíble pudo repetirse gracias a la fiabilidad de dichas naves-sonda que sobrevivieron, aunque con algunos daños, para seguir con su trabajo investigador con rumbo a otros cometas de los que ahora se saben mas cosas; en especial la nave Giotto que tras un período de reposo en una órbita estacionaria fue reactivada y dirigida hacia el cometa periódico Griegg Skellerup aportando importantes novedades en el conocimiento de su composición, del entorno cometario y la interacción con el campo magnético interplanetario.

                Tan recientemente como en Septiembre de este año 2001 la sonda espacial Deep Sapace ha tenido un encuentro con el cometa periódico Borrely y obtenido las mejores imágenes jamás obtenidas del núcleo de un  cometa, en ellas se muestra su aspecto asteroidal y las regiones de hielos expuestos en donde la actividad es mayor, partes de las  parten los chorros de luz que le confieren, visto desde la tierra, su aspecto excéntrico, alargado.

                 Aunque en varias ocasiones se ha visto que algún cometa presentaba estallidos repentinos de actividad, no siempre estas se deben a su rotura, en las mas de las ocasiones es la propia actividad del núcleo en su proceso de sublimación  el que genera la eyección  de material que tras su exposición a la radicación solar UV y de Cuadro de texto: Núcleo del cometa Halley tomado por la sonda Giottopartículas energéticas,  queda en su mayoría reducido a plasma, es decir átomos ionizados sin ligadura entre sí, y por otro lado moléculas mas complejas que quedan desmontadas de su andamiaje para dejar de ser lo que eran convirtiéndose en otros compuestos por recombinación o simplemente fragmentos.

                Algunas evidencias observacionales a lo largo del sistema solar indicaban que las colisiones parecían más abundantes de lo que podría pensarse, pues alineaciones de craterizaciones con tamaños muy semejantes entre sí significaba que fragmentos alineados habrían caído consecutivamente en la misma región como una ráfaga de metralla, ver una situación semejante es mas que una lotería para un astrónomo y ha sucedido recientemente con el Shomaker-Levy como ya se dijo anteriormente. A pesar de lo espectacular de la colisión y sus consecuencias, que han permitido estudiar por partida doble tanto al propio cometa como la atmósfera joviana, llamó poderosamente la atención de los astrónomos la propia fragmentación del cometa. La fuerza de marea de la masa de Júpiter provocó tensiones en el interior del núcleo cometario tan intensas que este se rompió en una serie de fragmentos cuya diferente masa fue haciendo entre sí separaciones que acabaron por convertir al cometa en un tren de mini-cometas de más de 21 fragmentos, en las primeras observaciones del matrimonio Shomaker sintieron tal emoción que les hizo exclamar que semejaba "un collar de perlas".

                Pero para provocar tal situación de rotura el cometa original debería de ser también fácilmente fragmentable, su cohesión interna  sería más débil de lo estimado para un cometa normal, por lo que la atracción de Júpiter haría estragos produciendo una rotura total como así se vio, esto evidenciaba que los cometas quizá no eran tan monolíticos como se creía hasta entonces a pesar de las anteriores observaciones de roturas, pocas ocasiones hubo de contemplar tal cantidad de fragmentos y seguir su evolución incluida su inmersión en las capas de nubes de Júpiter.

                La conclusión es pues que la "bola de nieve sucia" esta desigualmente repartida en su interior y consta de agregados irregulares aglutinados con los hielos cuya cohesión es más débil de lo supuesto, mas si cabe en cometas de pequeño tamaño cuya masa resulta escasa para que la gravedad pueda compactar el material mas profundo; el interior nuclear podía estar poblado de huecos y dotarse asi de una estructura más esponjosa.

                Como si de una propuesta se tratara, otros cometas recientes han hecho gala de estas propiedades, ante los atónitos ojos de los observadores el cometa Linear 1999S4 se ha deshecho como un helado bajo el sol, (y nunca mejor dicho) convertido en un montón de polvo y gas desparramados a lo largo de su órbita  llenando millones de Km. de espacio con detritus cósmico. Cuando estaba saliendo del perihelio, en ese punto tan cercano al sol, no pudo resistir el intenso calentamiento y la rápida sublimación de sus gases hizo que rápidamente aparecieran trozos que a su vez se desintegraron en mas fragmentos hasta acabar sus días sin retorno a los lugares fríos del exterior del sistema solar, Cuadro de texto: Imagen del núcleo del cometa Borrely obtenida por la nave Deep Space 1convertido en una enorme nube difusa.

                Esta situación extraordinaria ha permitido a los astrónomos examinar un cometa como si en un laboratorio experimental lo hubieran desmenuzado para comprobar lo que hay dentro, con la ventaja de suceder en su entorno natural y bajo la presión de la radiación solar directa, aún más interesante que si esto se simulara en un laboratorio terrestre, la dificultad es que debe de hacerse con las pruebas indirectas de los analizadores que deben captar las señales de cada intimidad de cada proceso desde la enorme distancia que no separa.

                De estos análisis (entre otros)  su pudo deducir, comparando las líneas espectrales de NH2 y NH3, que la temperatura de formación de los hielos de NH3 fue de unos 28K° que corresponde a una distancia al Sol entorno a las órbitas de Saturno y Urano, muy cerca para ser un cuerpo del cinturón de Kuiper mas allá de la órbita de Neptuno; no obstante cuando se localizó al cometa se comprobó que caía desde una distancia de 3.000UA, ¿cómo llego desde las inmediaciones de Urano hasta las estribaciones de la nube Oort?, esa es otra cuestión que habrá que dilucidar con el tiempo, las carambolas cósmicas son objeto de intenso  estudio para esclarecer algunas cuestiones pendientes del origen del sistema solar, como pueden ser las "emigraciones" orbitales, es decir cuerpos que se formaron en una distancia dada y con el tiempo han emigrado a otra posición ahora estable, pero que tiempo atrás la inestabilidad de esa órbita transitoria no hacía sino recolocar a cada uno en su sitio, así algunos cuerpos mayores acabaron por ubicarse establemente mientras otros han salido despedidos para siempre del sistema solar interior.

                Aún así en la bola de nieve sucia arraiga la idea de la baja cohesión entre las partes que la componen  en cuerpos de baja masa, pues su gravedad es lo bastante baja para no comprimir el material helado incrementando a la baja la adhesión de los componentes. La masa estimada del núcleo intacto fue de unos 300 millardos (billones americanos) de Kg, la masa total de los fragmentos más grandes,  unos 16 con tamaños de alrededor de 100m., se estimó en 3 millardos y en 0.3 para los más pequeños, que dan un resultado 100 veces menor que el del núcleo en su totalidad. Después de su rotura los detritus podrían tener tamaños entre 2.5mm y 50m, tan pequeños no llegan a reflejar suficiente luz visible para ser observados a telescopio por lo que solo los más grandes se observaron desde los telescopios en órbita terrestre como el Hubble o el VLT instalado en tierra y de ahí el déficit de masa obtenido con los fragmentos que han sido vistos.

                El incremento repentino del brillo del cometa hizo que fuera posible su observación por los aficionados con los medios más modestos ya que unos simples prismáticos se convierten en esos momentos en herramienta adecuada. La causa de ese incremento  de brillo se pudo comprobar que se debía a una intensa actividad del núcleo al exponer a la radiación material fresco de su interior, luego se pudo ver que se había desprendido un fragmento; el aumento del interés por esta eventualidad hizo que se siguiera de forma exhaustiva con los medios más sofisticados como el telescopio espacial y también por parte de los aficionados que trabajan incasablemente con sus cámaras CCD completando un bucle de información importantísima para el posterior estudio de los acontecimientos que Cuadro de texto: Fragmentos del cometa Shomaker-Levy
Foto: NASA (HST)
precedieron a la fragmentación total, que como ya se ha dicho se produjo tras el paso por perihelio. Las imágenes no pueden ser más explícitas, el cometa en pocos días se convierte en "humo", se ha deshecho totalmente en sus componentes originales libres de su agregación y arrastrados por la presión de la radiación solar se esparcen por su órbita. La bola de "nieve sucia" da paso a la del "montón de escombros".

                Varios de estos ingenios espaciales como el LINEAR, destinados a la captación de pequeños cuerpos que pudieran ser potencialmente peligrosos por su proximidad o por su particular recorrido en torno al sol que hace que se cruce con nuestra tierra en algún momento, llegando a situaciones de peligro de colisión, hacen que la aparición de pequeños cometas se haga más evidente y consecutiva que hace solo unos años, así en corto espacio de tiempo la nave LINEAR descubre otro cometa que en principio no daría ninguna oportunidad para contemplar su cabellera, pero inesperadamente tiene un "estallido" de brillo y alcanza una magnitud que lo lleva a ser visible a simple vista en condiciones de cielo especialmente buenas, y en todo caso con un instrumento sencillo, desarrolla cola y sufre nuevos "estallidos". De nuevo se puede contemplar pequeñas fragmentaciones asociadas a estos estallidos,  mas que una rotura del núcleo como sucedió con el "S4", el LINEAR2001A2 (esa es su denominación provisional) parece que más bien ha tenido "desconchones" de su corteza de hielos que al dejar expuesto material más fresco tiene una súbita subida de brillo para en poco tiempo recuperar su actividad "normal", ha tenido varios estallidos que hacen pensar en otras tantas pérdidas de costra que han puntuado su curva de luz y mantenido la atención de los observadores cometarios durante el verano de este año 2001 a la espera de lo inesperado, al comenzar su alejamiento del sol su actividad parece haberse mantenido estable y decaer mas rápidamente al aumentar su distancia al sol. Esta nueva faceta marca una vez más la propensión a roturas y perdidas de fragmentos que parecen tener los cometas, evidenciando que son menos compactos de lo que se había pensado, en si son más frágiles y con menor cohesión interna, al menos los pequeños dada su poca gravedad; al cometa LINEAR 2001A2 se  le ha estimado un diámetro de unos 2Km, el de Shomaker que impactó en Júpiter  se le había estimado un tamaño de unos 4Km, si nos damos cuenta de que los hielos son en si compuestos poco densos, la densidad global del cometa también lo es por necesidad, si además pierden masa por sublimación y las fuerzas internas de los gases que se subliman  y externas de perturbaciones gravitatorias tensionan su mas profundo interior poco compactado, fácilmente aparecerán las fisuras y resquebrajaduras que pueden dar al traste son su futuro. Por otro lado esa misma baja cohesión hace que las mismas roturas no sean especialmente violentas obligando a los trozos a separarse, simplemente se separan pero se mantienen mas o menos aglutinados, solo cuando las fuerzas implicadas son superiores lanzan lejos algún trozo que la radiación se encarga de empujar en dirección antisolar.

                Todavía mientras este artículo sé esta confeccionando, nos llega la noticia de que un aficionado y colega español, el amigo Pepe Manteca he descubierto la fragmentación del cometa 51 Harrington que en su paso anterior ya se había escindido en tres fragmentos y ahora en el verano de 2001 se ha vuelto a fragmentar teniendo Pepe la oportunidad de pillarlo de forma temprana y recibiendo a su nombre la asignación del fragmento d.

 

Cuadro de texto: Cometa Linear S4 evaporado en el posperihelio. Foto: NASA (HST)                Por otra parte cometas grandes como el Hale-Bopp que tan prodigas imágenes nos ha dejado recientemente y que presentó un núcleo también muy activo, no estuvo exento de ciertas emanaciones o chorros  de gas, varios de ellos activos al mismo tiempo y eyectando material, gas y polvo a toneladas. Con un pequeño telescopio pudo verse una espiral de luz como claroscuros que se separaban del brillante corazón cometario, de aspecto estelar, debido a la rotación de cometa que  como una cinta el enorme chorro de polvo lo iba envolviendo y que en esos momentos salían al exterior y eran empujados por la luz y radiación de sol, tales chorros proceden del interior y salen por oquedades o regiones desprovistas de una costra de polvo que amortigüe el abrasador calentamiento a que es sometido por el choque con las partículas solares, huecos que pueden servir como válvula de escape de la presión generada por los gases en evaporación de hielos internos y salen con fuerza formando esos chorros que en ocasiones pueden incluso empujar al cometa haciendo que su órbita cambie igual que un motor de empuje en un cohete. Todo ello va acumulando información que lleva a pensar razonablemente que los núcleos cometarios son agregados de materiales de los cuales una parte son sustancias heladas de las cuales una gran proporción es agua y también agregados microscópicos de silicatos a los que llamamos polvo  que pueden llegar a tener en ocasiones un tamaño varios metros.

                Parecen existir, por el tipo de órbita, asteroides  que quizá hayan sido cometas a los que se les haya agotado toda la parte volátil y se haya quedado la roca sin mas envoltura, por contra algunos cuerpos catalogados como asteroides, llegan a presentar en los momentos propicios una coma cometaria haciendo que la clasificación de cuerpos en diferentes clases sea poco práctica, mas bien deberían ser cuerpos sin mas, ya que solo sus particulares condiciones hacen de ellos cometas o asteroides o planetas.

                Muy recientemente el descubrimiento de un cuerpo de dimensiones superiores a las del mayor de los asteroides, Ceres, pero más semejante en su estado al pequeño Plutón cuestiona toda esta ordenación de grados, pues ni tan solo el planeta Plutón podría llegar a tener esta categoría planetaria si se acercara al sol lo suficiente, casi con toda probabilidad la evaporación de sus hielos haría  de él un supercometa.         

                No han de faltar nuevos pequeños cometas que hagan especialmente atractiva su observación a la espera de sus súbitos cambios y siempre inesperados acontecimientos. El "montón de escombros" de hielos y polvo interplanetario será un nuevo cometa que se expondrá a ser observado con gran atención y no menos interés por todos los aficionados a la astronomía que esperan ansiosos su paso ante sus instrumentos y sus expectantes ojos. 

                Otro LINEAR el asignado con el nº WM1 será visible al menos con prismáticos a finales de 2001 y las expectativas a su comportamiento están alertas, todos los observadores tienen el ojo y la cámara puesto y puesta en el disparador de sus instrumentos. ¿Que curiosidades traerá este nuevo objeto celeste?.

El próximo año seguramente nos proporcionará los estudios realizados de su paso por nuestra vecindad y sus análisis nos dirán algo mas de los orígenes del sistema solar y su composición.

 

CREDITOS:

Las imágenes presentadas son propiedad de la NASA,  ESA y algunos observadores aficionados a los que doy mis mas sinceras gracias y enhorabuena por su labor entusiasta y desinteresada, en especial a Pepe Manteca por su descubrimiento y a José Sánchez y Victor Buso desde Argentina por su excelente seguimiento del LINEAR WM1                  

                  

                  

                 

                                                                                                                        FAUSTINO GARCÍA