ESO/SEBASTIAN DEIRIES

Observaciones del cometa McNaught han revelado nuevas perspectivas sobre la naturaleza de estos objetos y su relación con el Sol, concretamente el efecto del viento solar sobre su cola de polvo.

El cometa C / 2006 P1, también conocido como el cometa McNaught, llamado así por el astrónomo Robert McNaught, quien lo descubrió en agosto de 2006, fue uno de los cometas más brillantes visibles desde la Tierra en los últimos 50 años. A lo largo de enero de 2007, el cometa se desplegó en el cielo del hemisferio sur, tan brillante que fue visible a simple vista incluso durante el día.

McNaught pertenece a un grupo de cometas raros, apodados los Grandes Cometas y conocidos por su brillo excepcional. Sin embargo, lo que distingue a McNaught aún más de sus compañeros, es su cola compuesta por muchas bandas de polvo distintas llamadas estrías, que se extienden a más de 150 millones de kilómetros detrás del cometa, más que la distancia entre la Tierra y el Sol. Un mes después, en febrero de 2007, una nave espacial de la ESA y la NASA llamada Ulises se encontraría con la larga cola del cometa.

Cómo se formó la cola de este cometa intrigó a los científicos, recordando los informes de otro cometa histórico de hace mucho tiempo: el Gran Cometa de 1744, que se dice que se desplegó dramáticamente en seis colas en el horizonte, un fenómeno que los astrónomos no pudieron explicar. Al desenredar el misterio de la cola de McNaught, los científicos esperaban aprender algo nuevo sobre la naturaleza de los cometas, y resolver dos misterios cósmicos en uno.

Una diferencia clave entre estudiar cometas en 1744 y 2007 es, por supuesto, nuestra capacidad para hacerlo desde el espacio. Además del avistamiento fortuito de STEREO, otra misión, el SOHO de la ESA / NASA – el Observatorio Solar y Heliosférico – realizó observaciones regulares mientras McNaught volaba cerca del Sol. Los investigadores esperaban que estas imágenes pudieran contener sus respuestas.

Ahora, años después, Oliver Price, estudiante del Laboratorio de Ciencia Espacial Mullard del University College de Londres, ha desarrollado una nueva técnica de procesamiento de imágenes para extraer datos. Los hallazgos de Price, resumidos en un artículo de Icarus recientemente publicado, ofrecen las primeras observaciones de la formación de estrías y una inesperada revelación sobre el efecto del Sol sobre el polvo de los cometas.

Los cometas son migajas cósmicas de gas congelado, roca y polvo que quedaron de la formación de nuestro sistema solar hace 4.600 millones de años, por lo que pueden contener pistas importantes sobre la historia temprana de nuestro sistema solar. Esas pistas se desbloquean, como en una cápsula del tiempo, cada vez que la órbita elíptica de un cometa lo acerca al Sol. El calor intenso vaporiza los gases congelados y libera el polvo interno, que fluye detrás del cometa, formando dos colas distintas: una cola de iones transportada por el viento solar, el flujo constante de partículas cargadas del Sol, y una cola de polvo.

Comprender cómo se comporta el polvo en la cola, cómo se fragmenta y agrupa, puede enseñar a los científicos una gran cantidad de procesos similares que convirtieron el polvo en asteroides, lunas e incluso planetas, hace miles de millones de años. McNaught era un ejemplo particularmente bueno para este tipo de estudio. Su brillo y alta producción de polvo hicieron mucho más fácil resolver la evolución de estructuras finas en su cola de polvo.

Price comenzó su estudio centrándose en algo que los científicos no podían explicar. “Mi supervisor y yo notamos cosas extrañas en las imágenes de estas estrías, una interrupción en las líneas”, dijo. “Me propuse investigar qué podría haber sucedido para crear este efecto extraño”.

La grieta parecía estar ubicada en el borde de la corriente heliosférica, un límite donde la orientación magnética, o polaridad, del viento solar electrificado cambia de dirección. Esto desconcertó a los científicos porque, si bien hace tiempo que saben que la cola de iones de un cometa se ve afectada por el viento solar, nunca antes habían visto cómo el viento solar impactaba las colas de polvo.

El polvo en la cola de McNaught, aproximadamente del tamaño del humo del cigarrillo, es demasiado pesado, pensaron los científicos, para que el viento solar lo empuje. Por otro lado, una minúscula cola de iones, iones y electrones cargados eléctricamente navegan fácilmente a lo largo del viento solar. Pero era difícil decir exactamente qué estaba pasando con el polvo de McNaught, y dónde, porque a unos 90 kilómetros por segundo, el cometa viajaba rápidamente dentro y fuera de la vista de STEREO y SOHO.

“Obtuvimos conjuntos de datos realmente buenos con este cometa, pero eran de diferentes cámaras en diferentes naves espaciales, que están todas en diferentes lugares”, dijo Price. “Estaba buscando una manera de unirlo todo para obtener una imagen completa de lo que está sucediendo en la cola”.

Su solución fue una novedosa técnica de procesamiento de imágenes que recopila todos los datos de diferentes naves espaciales utilizando una simulación de la cola, donde la ubicación de cada pequeña mota de polvo se mapea por las condiciones solares y las características físicas, como su tamaño y antigüedad, o por cuánto tiempo. El resultado final es lo que Price denominó un mapa temporal, que contiene información de todas las imágenes tomadas en un momento dado, lo que le permite seguir los movimientos del polvo.

Los mapas temporales significaban que Price podía ver las estriaciones a lo largo del tiempo. Sus videos, que cubren el lapso de dos semanas, son los primeros en rastrear la formación y evolución de estas estructuras, y muestran cómo los fragmentos de polvo se desprenden de la cabeza del cometa y se colapsan en largas estrías.

Pero los investigadores estaban muy entusiasmados al descubrir que los mapas de Price hacían más fácil explicar el extraño efecto que atrajo su atención a los datos en primer lugar. De hecho, el borde de la corriente heliosférica fue la culpable de las interrupciones en la cola de polvo, rompiendo las líneas suaves y distintas de cada estriación. Durante los dos días en que la cola del cometa tardó en atravesar ese límite, cada vez que el polvo se encontraba en el cambio de las condiciones magnéticas allí, se agitaba, como si se cruzara un bache de velocidad cósmica.

“Para nosotros, esto es una fuerte evidencia de que el polvo está cargado eléctricamente y que el viento solar está afectando el movimiento de ese polvo”, comenta el coautor Geraint Jones, científico planetario del University College de Londres.

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