El cometa 45P / Honda-Mrkos-Pajdušáková capturado utilizando un
telescopio el 22 de diciembre desde Farm Tivoli en Namibia, África. Crédito:
Gerald Rhemann
Cuando el cometa 45P/H-M-P pasó cerca de la Tierra a
principios de 2017, los investigadores que observaron desde el Infrared
Telescope Facility, o IRTF, de la NASA (IRTF) en Hawái le dieron al viejo
excursionista un minucioso examen astronómico. Los resultados ayudan a
completar los detalles cruciales sobre los hielos en los cometas de la familia
Júpiter y revelan que el peculiar 45P no coincide con ningún cometa estudiado
hasta ahora.
Al igual que un médico que registra los signos vitales,
el equipo midió los niveles de nueve gases liberados del núcleo helado en la
delgada atmósfera del cometa o coma. Varios de estos gases suministran bloques
de construcción para aminoácidos, azúcares y otras moléculas biológicamente
relevantes. De particular interés fueron el monóxido de carbono y el metano,
que son tan difíciles de detectar en los cometas de la familia Júpiter que han
sido estudiados muy pocas veces anteriormente.
Todos los gases se originan en la mezcolanza de hielos,
rocas y polvo que forman el núcleo. Se cree que estos hielos nativos contienen
pistas sobre la historia del cometa y cómo ha estado envejeciendo.
“Los cometas conservan un registro de las condiciones del sistema solar primitivo, pero los astrónomos piensan que algunos cometas podrían preservar esa historia de manera más completa que otros”, dijo Michael Di Santi, astrónomo del Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, y autor principal del nuevo estudio en el Astronomical Journal.
“Los cometas conservan un registro de las condiciones del sistema solar primitivo, pero los astrónomos piensan que algunos cometas podrían preservar esa historia de manera más completa que otros”, dijo Michael Di Santi, astrónomo del Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, y autor principal del nuevo estudio en el Astronomical Journal.
El cometa, oficialmente llamado 45P / Honda-Mrkos-Pajdušáková,
pertenece a la familia de cometas de Júpiter, orbitadores frecuentes que giran
alrededor del Sol cada cinco o siete años. Se sabe mucho menos sobre los hielos
nativos en este grupo que en los cometas lejanos de la nube de Oort.
Para identificar hielos nativos, los astrónomos buscan huellas digitales químicas en la parte infrarroja del espectro, más allá de la luz visible. Di Santi y sus colegas realizaron sus estudios utilizando el espectrógrafo de alta resolución iSHELL recientemente instalado en el IRTF en la cumbre de Maunakea. Con iSHELL, los investigadores pueden observar muchos cometas que solían considerarse demasiado débiles.
Para identificar hielos nativos, los astrónomos buscan huellas digitales químicas en la parte infrarroja del espectro, más allá de la luz visible. Di Santi y sus colegas realizaron sus estudios utilizando el espectrógrafo de alta resolución iSHELL recientemente instalado en el IRTF en la cumbre de Maunakea. Con iSHELL, los investigadores pueden observar muchos cometas que solían considerarse demasiado débiles.
El rango espectral del instrumento permite detectar
muchos hielos vaporizados a la vez, lo que reduce la incertidumbre al comparar
las cantidades de diferentes hielos. El instrumento cubre longitudes de onda
que comienzan en 1.1 micrómetros en el infrarrojo cercano (el rango de gafas de
visión nocturna) hasta 5.3 micrómetros en la región del infrarrojo medio.
iSHELL también tiene un poder de resolución lo
suficientemente alto como para separar las huellas dactilares infrarrojas que
se juntan en la longitud de onda. Esto es particularmente necesario en los
casos de monóxido de carbono y metano, ya que sus huellas dactilares en los
cometas tienden a superponerse con las mismas moléculas en la atmósfera de la
Tierra.
“La combinación de alta resolución de iSHELL y la
capacidad de observar durante el día en el IRTF es ideal para estudiar cometas,
especialmente los cometas de período corto”, dijo John Rayner, director del
IRTF, administrado por la Universidad de Hawai para la NASA.
Mientras observaba durante dos días a principios de enero
de 2017, poco después del acercamiento más cercano al Sol del 45P, el equipo
realizó mediciones de agua, monóxido de carbono, metano y otros seis hielos
nativos. Para cinco hielos, incluido el monóxido de carbono y el metano, los
investigadores compararon los niveles en el lado bañado por el sol del cometa
con el lado sombreado. Los hallazgos ayudaron a llenar algunos vacíos pero
también plantearon nuevas preguntas.
Los resultados revelan que 45P tiene un nivel tan bajo de
monóxido de carbono congelado, que oficialmente se considera agotado. Por sí
solo, esto no sería demasiado sorprendente, porque el monóxido de carbono se
escapa fácilmente al espacio cuando el Sol calienta un cometa. Pero es casi tan
probable que escape metano, por lo que un objeto que carezca de monóxido de
carbono debería tener poco metano. 45P, sin embargo, es rico en metano y es uno
de los cometas raros que contiene más metano que el hielo de monóxido de
carbono.
Es posible que el metano quede atrapado dentro de otro
hielo, por lo que es más probable que se quede. Pero los investigadores creen
que el monóxido de carbono podría haber reaccionado con hidrógeno para formar
metanol. El equipo descubrió que 45P tiene una proporción de metanol congelado
mayor que el promedio. Cuando tuvo lugar esta reacción es otra cuestión, una
que llega al corazón de la ciencia de los cometas. Si el metanol se produjo en
granos de hielo primordial antes de que se formara el 45P, entonces el cometa
siempre ha sido así. Por otro lado, los niveles de monóxido de carbono y
metanol en la coma podrían haber cambiado con el tiempo, especialmente porque
los cometas de la familia Júpiter pasan más tiempo cerca del Sol que los
cometas de la nube de Oort.
“Los científicos cometarios son como arqueólogos,
estudian muestras antiguas para comprender el pasado”, dijo Boncho Bonev,
astrónomo de la Universidad Americana y segundo autor del artículo. “Queremos
distinguir los cometas a medida que se formaron a partir del procesamiento que
podrían haber experimentado, como la separación de las reliquias históricas de
la contaminación posterior”.
El equipo ahora está tratando de descubrir cuán típicos
podrían ser sus resultados entre cometas similares. 45P fue el primero de cinco
cometas de período tan corto que están disponibles para estudiarse en 2017 y
2018. En los talones de 45P se encontraban los cometas 2P / Encke y 41P /
Tuttle-Giacobini-Kresak. El próximo verano y otoño es 21P / Giacobini-Zinner, y
más tarde vendrá 46P / Wirtanen, que se espera que permanezca dentro de 10
millones de millas (16 millones de kilómetros) de la Tierra durante la mayor
parte de diciembre de 2018.
“Esta investigación es pionera”, dijo Faith Vilas,
directora del programa de investigación solar y planetaria de la National
Science Foundation, o NSF, que ayudó a apoyar el estudio. “Esto amplía nuestro
conocimiento sobre la combinación de especies moleculares que coexisten en los
núcleos de los cometas de la familia joviana y las diferencias que existen
después de muchos viajes alrededor del Sol”.
“Estamos entusiasmados de ver esta primera publicación de
iSHELL, que fue construida a través de una asociación entre NSF, la Universidad
de Hawai’i y la NASA”, dijo Kelly Fast, científico del programa IRTF en la sede
de la NASA. “Este es solo el primero de muchos resultados de iSHELL por venir”.
Traducción de Alberto Anunziato
Fuente:
