EL ESTUDIO DE LOS COMETAS POR LAS SONDAS ESPACIALES

La humanidad ha vivido por siglos a la espera de estos supuestos mensajeros de la desgracia que, en los cielos no contaminados por la luz eléctrica, imponían su presencia majestuosa.

Nuestros cielos ya no nos dejan ver a los cometas en su esplendor, ya es difícil que inspiren este tipo de fantasías. Nuestro único consuelo es que de a poco vamos descubriendo sus secretos a través de las sondas espaciales que se han acercado a ellos.

1.-La misión conjunta al Halley.

La ICE (International Cometary Explorer), una sonda espacial lanzada en colaboración entre la Agencia Espacial Europea y EEUU para estudiar originalmente la interacción entre el campo magnético de la Tierra y el sol, fue el primer artefacto humano en atravesar la cola de un cometa, el 11/9/1985.

Sin embargo, fueron las misiones enviadas al Halley en su paso de 1986 las que generaron una verdadera revolución en cuanto a nuestro conocimiento de estos astros. En el mes de marzo de 1986 5 sondas sobrevolaron el núcleo del cometa. La primera en acercarse fue la Sakigake japonesa, seguida por la Vega 1 soviética, la Susei japonesa, la Vega 2 y por último la Giotto de la Agencia Espacial Europea.

Estas fueron las sondas que se consideraron parte de la llama “Armada Halley”, en la que también deberíamos incluir a la ICE estadounidense (EEUU canceló su misión al Halley en 1981). El trabajo se repartió así: la ICE y las sondas japonesas realizarían mediciones a larga distancia, las sondas soviéticas localizarían el núcleo y sus datos permitirían el acercamiento preciso de la Giotto.

El núcleo del Halley por la sonda Giotto:

El núcleo no era una “bola de nieve sucia”, como se pensaba que lo eran los nucleos cometarios desde 1950 (una masa bien sólida compuesta por hielo de diferentes gases, mayoritariamente hielo de agua, y materiales no volátiles en forma de granos de polvo), ya que en la composición prima el polvo y no el hielo. No es esférico tampoco sino tiene una extraña forma de maní de 15 km. de largo y 10 km. por ancho. Pudieron observarse por vez primera tres brillantes chorros arrojar el material nuclear desde el lado iluminado más caliente por el Sol., pero sólo alrededor del 10% de la superficie es activa. El núcleo tampoco era blanco sino más negro que el carbón y su superficie sumamente irregular, su textura es porosa y con una densidad de sólo un tercio la densidad del agua. Los chorros detectados le dan un extraño movimiento de rotación al núcleo.

2.- Deep Space encuentra al Borrelly

El modelo teórico del núcleo cometario elaborado luego de la misión conjunta la Halley fue confirmado cuando la sonda Deep Space I se acerco al 19P/Borrelly en 2001, obteniendo fotografías de su núcleo, aun más oscuro que el del Halley, que eran superiores que las de la Giotto. También se pudo medir la composición de los gases que se movían alrededor del núcleo, otorgándonos nueva información sobre cómo estos gases interactúan con el viento solar.

El 19P/Borrelly fotografiado por la sonda Deep Space I

3.-Los cometas a mano. Stardust y el Wild.

Otro hito en el estudio cometario vino en 2004. La sonda Stardust fue la primera misión estadounidense destinada originariamente a un cometa (el 81P/Wild 2) y la primera en recoger muestras cometarias. Sus objetivos eran la recolección de muestras de polvo interestelar (cuya existencia fue comprobada en 1993 por la sonda Ulysses) y de polvo cometario proveniente del núcleo, ambos tipos de muestras serían atrapadas usando una especie de espuma vítrea llamada “aerogel”.

La aproximación al cometa fue verdaderamente cercana, ya que el 2 de enero de 2004 ingresó en la coma hasta una distancia de apenas 236 kms. del núcleo, recogiendo muestras y tomando fotografías espectaculares que mostraron con gran nitidez un núcleo muy diferente al que mostraron las famosas fotos del núcleo del Halley. Un núcleo muy semejante a un asteroide, de gran blancura y repleto de cráteres (de hasta 150 metros de profundidad), pináculos (de hasta 100 metros de altura) y acantilados podía verse en las que fueron consideradas las mejores fotos tomadas de un cometa, un verdadero regalo para una misión que había sido programada principalmente para recoger muestras de polvo.

Las fotografías mostraban un núcleo que en vez de ser una bola de nieve sucia presentaba una superficie cohesiva que ha resistido a numerosos impactos.

También pudo observarse la abundancia de jets en la superficie (en el tiempo de sobrevuelo no se esperaba observar más de 2 y se observaron 2 docenas) y su comportamiento contrario a lo que se estimaba, ya que en vez de ser cortos chorros que se dispersaran rápidamente en el halo del cometa se trataba de largos chorros que se mantenían cohesionados a gran distancia.

El 81P/Wild 2 fotografiado por la Stardust:

Las muestras recogidas por Stardust en una cápsula especial (“Sample Return Capsule”) tuvieron un aterrizaje exitoso en la Tierra en 2006, luego de desprenderse del cuerpo principal. La cápsula que contenía las muestras, protegidas del calor generado por la energía kinética propia de la entrada en la atmósfera, fue recuperada exitosamente en el lugar de aterrizaje, una zona desértica del estado de Utah.

4.-Impacto profundo en el Tempel.

La sonda Deep Impact, lanzada en enero de 2005, estaba diseñada para el estudio de la composición del núcleo del cometa 9P/Tempel. Las anteriores misiones cometarias (como Giotto y Stardust) fueron misiones de acercamiento, en las que el estudio del núcleo se realizaba por fotografías y exámenes a distancia. Esta misión se propuso eyectar material del interior del núcleo a través de una explosión generada por una sonda de impacto en el núcleo del cometa.

El “impacto profundo” se produjo el 4 de julio de 2005 y eyectó gran cantidad de material del núcleo, lo que permitió fotografiar el cráter de impacto, aunque la brillante nube de polvo y vapor de agua generada por la explosión dificultó en extremo la tarea. Se pudo observar que el cometa poseía mucho más polvo y menos denso (un polvo fino más parecido al talco que a la arena) y menos hielo que lo que se pensaba era su composición.  Lo curioso es que se estimó que el cometa estaba vacío en un 75%. La densidad del núcleo se calculó en base a la velocidad de expansión del material eyectado.

Se obtuvieron fotografías con la sonda de impacto hasta 3 segundos antes de la colisión,  que se almacenaron en la sonda principal antes de ser enviadas a la Tierra. La energía del impacto fue equivalente a la explosión de 5 toneladas de dinamita y originó un aumento de 6 veces el brillo normal del cometa.

El impacto:

El estudio integrado de los resultados de la misión llevaron a Mike Belton a una nueva teoría sobre la formación de los “cometesimales” en el cinturón de Kuiper y cómo los choques entre estos a baja velocidad en los comienzos del sistema solar produjeron agregaciones que determinaron cuerpos más grandes.

Como la calidad de las imágenes obtenidas del cráter de impacto no fue satisfactoria, en 2007 la NASA decidió reutilizar la sonda Stardust, luego de su misión al Wild, para observar mejor el cráter, lo que se cumplió en febrero de 2011. Las imágenes de esta sonda permitieron estimar el diámetro del cráter en 150 metros.

5.-Tormenta de nieve en el Hartley.

Aprovechando el combustible remanente en la sonda Deep Impact, la Nasa reutilizó la misma en la misión EPOXI, que incluía la visita a un segundo cometa y la observación de planetas extrasolares. Entre septiembre y  noviembre de 2010 se realizaron observaciones del 103P/Hartley 2.  Fue el cometa más pequeño al que se acercó una sonda espacial.

La misión Epoxi mostró que el material eyectado era principalmente dióxido de carbono. Se detectó por primera vez una “tempestad de nieve cometaria”. Primero se pudo observar una extraordinaria actividad de chorros de gas (dióxido de carbono) y luego se pudo observar algo antes nunca visto: el espacio alrededor del núcleo del cometa presentaba un extraño resplandor producido por innumerables trozos de hielo y nieve, algunos más grandes que una pelota de básquet, que no son otra cosa que hielo común, agua congelada. Esas bolas de nieve hubieran representado un auténtico peligro para la sonda espacial si no fuera porque les es imposible alejarse demasiado del núcleo sin ser sublimadas por el calor del Sol, en el momento de mayor acercamiento solo algunas partículas de pocos micrones de tamaño impactaron en la sonda.

Tormenta de nieve alrededor del núcleo del Hartley 2. Fotografía de la sonda Epoxi.

Se descubrió que su núcleo, con forma de maní, parece estar formado por dos cuerpos esferoidales unidos por un puente de materia inactiva y ser consecuencia de una colisión a baja velocidad entre dos planetesimales (conforme los planteamientos teóricos elaborados a partir de la misión Deep Impact). 

Núcleo del Hartley 2 por la sonda Epoxi el 4-11-2010

La sonda Stardust fue reutilizada para la misión NEXT, cuyo objetivo fundamental era lograr el mapeo más exacto existente de un núcleo cometario, con la consiguiente información sobre su geología. También sería la primera vez que se observaría el mismo cometa en dos pasos por su perihelio. Otro de los hitos de la misión es que por primera vez se observaría los cambios producidos en el núcleo al acercarse al Sol. Otro de sus objetivos era la observación del cráter provocado por el estallido realizado por la Deep Impact. Además se analizaría la composición, densidad y distribución de masa de las partículas de polvo dentro de la coma.

El encuentro de la sonda con el cometa se produjo el 15-2-11, a una distancia de 181 kilómetros del núcleo. Se tomaron fotografías de zonas no cubiertas por Deep Impact y del cráter provocado por ésta, escasamente visible por el depósito de materiales posterior a la explosión.

Una imagen del núcleo del 9P/Tempel por la misión NEXT:

Los datos recogidos por todas estas sondas han mostrado que son los núcleos estudiados presentan características muy distintas, habiendo sufrido procesos geo-cometarios bien distintos. Las superficies son bien distintas, desde los cometas oscuros como el Halley y el Borrelly hasta la blanca superficie del Tempel y el Wild, desde los maníes apenas cohesionados como el Hartley 2 hasta cuerpos bastante esféricos y plagados de cráteres como el Wild. Más dudas surgen, y más caminos de investigación, a medida que las sondas espaciales nos traen más conocimientos.