Un nuevo estudio revela que, al contrario de la primera
impresión, Rosetta sí detectó signos de un pequeño arco de choque en el cometa
que exploró por dos años – el primer arco de choque que se detectó formándose en
el sistema solar.
Desde 2014 a 2016
la sonda Rosetta de la ESA estudió el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko y sus
alrededores desde lejos y desde cerca. Voló directamente a través del
"arco de choque" varias veces antes y después de que el cometa
alcanzara su punto más cercano al Sol a lo largo de su órbita, brindando una
oportunidad única para recopilar mediciones in situ de esta intrigante zona del
espacio.
Los cometas ofrecen a los científicos una forma
extraordinaria de estudiar el plasma en el Sistema Solar. El plasma es un
estado caliente y gaseoso de la materia que comprende partículas cargadas, y se
encuentra en el Sistema Solar en forma de viento solar: un flujo constante de
partículas que fluyen desde nuestra estrella hacia el espacio.
A medida que el viento solar supersónico atraviesa
objetos en su camino, como planetas o cuerpos más pequeños, primero alcanza un
límite conocido como descarga de arco. Como su nombre indica, este fenómeno es
algo así como la ola que se forma alrededor de la proa de un barco cuando corta
a través del agua picada.
También se han encontrado arcos de choque alrededor de
los cometas, el cometa Halley es un buen ejemplo. Los fenómenos plasmáticos
varían a medida que el medio interactúa con el entorno circundante, cambiando
el tamaño, la forma y la naturaleza de las estructuras, como los arcos de
choque con el tiempo.
Rosetta buscó indicios de tal característica en su misión
de dos años, y se aventuró a más de 1500 km del centro de 67P en la búsqueda de
límites a gran escala alrededor del cometa, pero aparentemente no encontró
nada.
Choque de arco tomando forma en el cometa
"Buscamos un arco clásico en el tipo de área que
esperábamos encontrar, lejos del núcleo del cometa, pero no encontramos
ninguno, por lo que originalmente llegamos a la conclusión de que Rosetta no
había detectado nada", dice Herbert Gunell, del Real Instituto Belga de
Aeronomía del Espacio, Bélgica, y de la Universidad de Umeå, Suecia, uno de los
dos científicos que lideraron el estudio.
“Sin embargo, parece que la nave espacial realmente
encontró un arco de choque, pero que estaba en su infancia. En un nuevo
análisis de los datos, finalmente lo encontramos cerca de 50 veces más cerca
del núcleo del cometa de lo previsto en el caso de 67P. También se movió en
formas que no esperábamos, por lo que inicialmente nos lo perdimos".
El 7 de marzo de 2015, cuando el cometa estaba más del
doble de la distancia del Sol que la de la Tierra y se dirigía hacia nuestra
estrella, los datos de Rosetta mostraron signos de un arco que comenzaba a
formarse. Los mismos indicadores estaban presentes en su regreso del Sol, el 24
de febrero de 2016. Se observó que este límite era asimétrico, y más ancho que
los arcos de choque completamente desarrollados observados en otros cometas.
"Una fase tan temprana del desarrollo de un arco de
choque alrededor de un cometa nunca había sido capturada antes de
Rosetta", dice la codirectora Charlotte Goetz del Instituto de Geofísica y
Física Extraterrestre en Braunschweig, Alemania.
"El arco de choque impacto infantil que vimos en los
datos de 2015 evolucionará más tarde para convertirse en un arco de choque
completamente desarrollado cuando el cometa se acercó al Sol y se volvió más
activo. Sin embargo, esto no se vio en los datos de Rosetta, ya que la nave
espacial estaba muy cerca del cometa como para detectarlo. Cuando Rosetta lo
vio de nuevo, en 2016, el cometa estaba saliendo del Sol, por lo que el impacto
que vimos fue en el mismo estado pero "disolviéndose" en lugar de “formándose".
Herbert, Charlotte y sus colegas exploraron los datos del
Rosetta Plasma Consortium, un conjunto de instrumentos que comprende cinco
sensores diferentes para estudiar el plasma que rodea al 67P. Combinaron los
datos con un modelo de plasma para simular las interacciones del cometa con el
viento solar y determinar las propiedades del arco de choque.
Vista simulada
Los científicos descubrieron que, cuando el arco de choque
se extendió sobre Rosetta, el campo magnético del cometa se hizo más fuerte y
más turbulento, con estallidos de partículas cargadas de alta energía producidas
y calentadas en la misma región del choque. De antemano, las partículas se
habían movido más lentamente y el viento solar había sido generalmente más
débil, lo que indicaba que Rosetta había estado "arriba" de un arco
de choque.
"Estas observaciones son las primeras de un arco de
choque antes de que se forme por completo, y son únicas al reunirse in situ en
el cometa y el arco de choque", dice Matt Taylor, científico del Proyecto
Rosetta de la ESA.
“Este hallazgo también resalta la
fuerza de la combinación de mediciones y simulaciones de múltiples
instrumentos. Puede que no sea posible resolver un rompecabezas utilizando un
conjunto de datos, pero cuando reúne varias pistas, como en este estudio, la
imagen puede ser más clara y ofrecer una visión real de la dinámica compleja de
nuestro Sistema Solar y los objetos que contiene, como el 67P".
TRADUCCIÓN DE:
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