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2 HISTORIA DE LOS COMETAS
Las apariciones de grandes cometas se consideraron fenómenos
atmosféricos hasta 1577, cuando el astrónomo danés Tycho Brahe
demostró que eran cuerpos celestes. En el siglo XVII el
científico inglés Isaac Newton demostró que los movimientos de
los cometas están sujetos a las mismas leyes que rigen los de
los planetas. Comparando los elementos orbitales de algunos de
los primeros cometas, el astrónomo británico Edmund Halley
mostró que el cometa observado en 1682 era idéntico a los dos
que habían aparecido en 1531 y en 1607, y predijo con éxito la
reaparición del cometa en 1759. Las primeras apariciones de
este cometa, el cometa Halley, se han identificado ahora a
partir de registros fechados en el año 240 a.C., y es probable
que el brillante cometa observado en el año 466 a.C. fuera
también este mismo. El cometa Halley pasó por última vez
alrededor del Sol a principios de 1986.
3 COMPOSICIÓN DE LOS COMETAS
Un cometa consta de un claro núcleo, de hielo y roca, rodeado
de una atmósfera nebulosa llamada cabellera o coma. El
astrónomo estadounidense Fred Whipple describió en 1949 el
núcleo, que contiene casi toda la masa del cometa, como una
“bola de nieve sucia” compuesta por una mezcla de hielo y
polvo.
Hay diversos datos que sustentan la teoría de la bola de
nieve. De los gases y partículas meteóricas observados que se
expulsan para formar la cabellera y la cola de los cometas, la
mayor parte de los gases son moléculas fragmentarias o
radicales de los elementos más comunes en el espacio:
hidrógeno, carbono, nitrógeno y oxígeno. Los radicales, por
ejemplo CH, NH y OH, provienen de la rotura de algunas de las
moléculas estables CH4 (metano), NH3 (amoníaco) y H2O (agua),
que pueden permanecer en el núcleo como hielos o como
compuestos más complejos y muy fríos. Otro hecho que apoya la
teoría de la bola de nieve es que se ha comprobado, en los
cometas más observados, que sus órbitas se desvían bastante de
las previstas por las leyes newtonianas. Esto demuestra que el
escape de gases produce una propulsión a chorro que desplaza
ligeramente el núcleo de un cometa fuera de su trayectoria,
por otra parte, fácil de predecir. Además, los cometas de
periodos cortos, observados a lo largo de muchas órbitas,
tienden a desvanecerse con el tiempo como podría esperarse de
los del tipo de estructura propuesta por Whipple. Por último,
la existencia de grupos de cometas demuestra que los núcleos
cometarios son unidades sólidas.
La cabeza de un cometa, incluida su difusa cabellera, puede
ser mayor que el planeta Júpiter. Sin embargo, la parte sólida
de la mayoría de los cometas tiene un volumen de algunos
kilómetros cúbicos solamente. Por ejemplo, el núcleo
oscurecido por el polvo del cometa Halley tiene un tamaño
aproximado de 15 por 4 kilómetros.
4 EFECTOS SOLARES
A medida que un cometa se aproxima al Sol, la alta temperatura
solar provoca la sublimación de los hielos, haciendo que el
cometa brille enormemente. Se desarrolla una cola, también
brillante, que puede extenderse decenas o centenares de
millones de kilómetros en el espacio, siempre en sentido
opuesto al Sol, incluso cuando el cometa se aleja del astro
central. Las grandes colas de los cometas están compuestas de
simples moléculas ionizadas, incluyendo el monóxido de carbono
y el dióxido de carbono. Las moléculas son expulsadas del
cometa por la acción del viento solar, una corriente de gases
calientes arrojada continuamente desde la corona solar (la
atmósfera externa del Sol), a una velocidad de 400 km/s. Con
frecuencia, los cometas también presentan una cola arqueada,
más pequeña, compuesta de polvo fino expulsado de la cabellera
por la presión de la radiación solar.
A medida que un cometa se aleja del Sol pierde menos gas y
polvo, y la cola desaparece. Algunos cometas con órbitas
pequeñas tienen colas tan cortas que son casi invisibles. Por
otra parte, la cola de al menos un cometa ha superado la
longitud de 320 millones de kilómetros en el espacio. La mayor
o menor visibilidad de los cometas depende de la longitud de
la cola y de su cercanía al Sol y a la Tierra. Menos de la
mitad de las colas de los 1.400 cometas registrados eran
visibles a simple vista, y menos del 10% resultaron
llamativas.
Uno de los cometas más brillantes observado desde nuestro
planeta en los últimos veinte años ha sido el cometa Hale-Bopp,
que alcanzó el punto más próximo a la Tierra en marzo de 1997.
Además, el cometa permaneció visible durante un periodo
excepcionalmente largo, lo que permitió realizar importantes
investigaciones sobre estos cuerpos celestes. Por ejemplo, los
astrónomos descubrieron en el Hale-Bopp una tercera cola
(aparte de las de gas y polvo), no observable a simple vista,
compuesta de átomos de sodio.
5 PERIODOS Y ÓRBITAS DE LOS COMETAS
Los cometas describen órbitas elípticas, y se han calculado
los periodos (el tiempo que tarda un cometa en dar una vuelta
alrededor del Sol) de unos 200 cometas. Los periodos varían
desde 3,3 años para el cometa Encke hasta 2.000 años para el
cometa Donati de 1858. Las órbitas de la mayor parte de los
cometas son tan amplias que pueden parecer parábolas (curvas
abiertas que apartarían a los cometas del Sistema Solar), pero
como suponen los astrónomos a partir de los análisis técnicos,
son elipses de gran excentricidad, posiblemente con periodos
de hasta 40.000 años o mayores.
No se conoce ningún cometa que se haya aproximado a la Tierra
con una órbita hiperbólica; esto significaría que su origen
estaba en el espacio exterior del Sistema Solar. Sin embargo,
algunos cometas pueden no volver jamás al Sistema Solar debido
a la gran alteración de sus órbitas originales por la acción
gravitatoria de los planetas. Esta acción se ha observado en
una escala más pequeña: unos 60 cometas de periodos cortos
tienen órbitas que han recibido la influencia del planeta
Júpiter, y se dice que pertenecen a la familia de Júpiter. Sus
periodos varían de 3,3 a 9 años.
6 GRUPOS DE COMETAS
Cuando varios cometas con periodos diferentes giran casi en la
misma órbita se dice que son miembros de un grupo de cometas.
El grupo más conocido incluye el espectacular cometa (que casi
rozó el Sol) Ikeya-Seki de 1965, y otros siete que tienen
periodos de cerca de mil años. El astrónomo estadounidense
Brian G. Marsden dedujo que el cometa de 1965 y el de 1882,
incluso más brillante, se separaron de un cometa principal,
posiblemente el de 1106. Tal vez este cometa y otros del grupo
se separaran de un cometa gigantesco hace miles de años.
7 COMETAS Y LLUVIAS DE METEOROS
Hay también una estrecha relación entre las órbitas de los
cometas y las de las lluvias de meteoros. El astrónomo
italiano Giovanni Virginio Schiaparelli demostró que la lluvia
de meteoros Perseidas, que aparece en agosto, se mueve en la
misma órbita que el Cometa III de 1862. De la misma forma la
lluvia de meteoros Leónidas, que aparece en noviembre, está en
la misma órbita que el Cometa I de 1866. Se ha sabido de otras
lluvias diferentes relacionadas con las órbitas de los cometas
y se supone que son restos diseminados por un cometa a lo
largo de su órbita.
8 ORIGEN DE LOS COMETAS
En algún momento se creyó que los cometas procedían del
espacio interestelar. Aunque no se ha aceptado del todo
ninguna teoría detallada sobre su origen, muchos astrónomos
creen que los cometas se originaron en los primeros días del
Sistema Solar en su parte exterior, más fría, a partir de la
materia planetaria residual. El astrónomo danés Jan Hendrik
Oort formuló que una “nube de reserva” de material cometario
se acumuló más allá de la órbita de Plutón, y que los efectos
gravitatorios de las estrellas fugaces pueden enviar parte de
este material en dirección al Sol, momento en el que se haría
visible en forma de cometas.
9 COLISIONES DE LOS COMETAS
Las personas supersticiosas han considerado durante mucho
tiempo que los cometas presagiaban calamidades o
acontecimientos importantes. La aparición de un cometa ha
despertado incluso el temor de una colisión entre el cometa y
la Tierra. Nuestro planeta, de hecho, ha pasado a través de
colas de cometas ocasionales sin que esto haya producido
efectos de consideración. La caída del núcleo de un cometa en
una gran ciudad probablemente la destruiría, pero la
posibilidad de que esto ocurra es muy pequeña. Sin embargo,
algunos científicos sugieren que ha habido colisiones en el
pasado que incluso pueden haber tenido un efecto climático que
propició la extinción de los dinosaurios.
En 1992 el cometa Shoemaker-Levy 9 explotó en 21 fragmentos de
gran tamaño a medida que entraba en el fuerte campo
gravitatorio de Júpiter. Durante una semana, en julio de 1994,
los fragmentos irrumpieron bruscamente en la densa atmósfera
de Júpiter a velocidades de 210.000 km/h. En el impacto, la
enorme cantidad de energía cinética de los fragmentos se
convirtió en calor mediante explosiones masivas, algunas de
ellas visibles como bolas de fuego mayores que la Tierra.
10 EXPLORACIÓN DE LOS COMETAS
Además de las observaciones realizadas desde telescopios
terrestres, distintas misiones espaciales han proporcionado a
los científicos importantes datos sobre los cometas. En 1974
la tripulación del Skylab, la primera estación espacial
estadounidense, utilizó un telescopio solar para observar el
cometa Kohoutek cuando se aproximó al Sol. El cometa Halley
fue visitado en marzo de 1986 por dos sondas de construcción
soviética, Vega 1 y Vega 2, y por otro vehículo espacial,
llamado Giotto, lanzado por la Agencia Espacial Europea (ESA);
este último se acercó a tan solo 600 km del núcleo del cometa.
También fue observado a gran distancia por dos astronaves
japonesas.
La sonda Deep Space 1, lanzada por la NASA en octubre de 1998,
pasó a tan sólo 2.200 km del cometa Borrelly, en septiembre de
2001, y obtuvo imágenes en blanco y negro de su núcleo, de 10
km de largo. Los datos revelaron que el núcleo de los cometas
es más accidentado y oscuro de lo que se pensaba.
En febrero de 1999, la NASA lanzó la sonda Stardust, con
destino al cometa Wild 2, para recoger muestras de polvo y
gases de su cabellera y traerlas de vuelta a la Tierra. En
agosto de 2002, durante su viaje de ida hacia el cometa, la
Stardust comenzó ya a tomar muestras de polvo interestelar
presente en nuestra galaxia, y en noviembre del mismo año se
probaron con éxito el resto de sus instrumentos y sus
sistemas, mientras sobrevolaba el asteroide 5535 Annefrank. Un
año más tarde la sonda obtuvo la primera fotografía del cometa
Wild 2, cuando se encontraba todavía a 25 millones de
kilómetros de él. El 2 de enero de 2004, la Stardust sobrevoló
con éxito el núcleo del Wild 2 a la distancia de máxima
aproximación (inferior a 300 km), capturando partículas
cometarias y tomando numerosas fotografías, las más precisas
obtenidas hasta la fecha del núcleo de un cometa.
El 15 de enero de 2006, la cápsula de la Stardust que contenía
las muestras del cometa y el polvo interestelar se separó
correctamente de la sonda y aterrizó en el desierto de Utah
(Estados Unidos); el resto de la Stardust quedó en órbita
alrededor del Sol. Tres días después del aterrizaje, la
cápsula de retorno llegó al Centro Espacial Johnson de
Houston, donde se abrió y se comprobó que la misión había sido
un éxito: el panel colector había capturado un gran número de
partículas, algunas de tamaño sorprendentemente grande. Los
análisis de las primeras muestras cometarias revelaron la
presencia de minerales formados a altas temperaturas, que solo
se podrían haber formado en las proximidades del Sol u otra
estrella; como el origen de los cometas parece estar en la
región exterior, más fría, del Sistema Solar, estos resultados
volvieron a sorprender a los científicos. En cualquier caso,
el estudio de las muestras será un trabajo de años, del que se
espera obtener información muy valiosa acerca del origen y
formación del Sistema Solar.
Otra misión de la NASA, la sonda Contour, fue lanzada el 3
julio de 2002 para estudiar otros dos cometas: Encke y
Schwassmann-Wachmann 3. Sin embargo, el 15 de agosto se perdió
el contacto con la sonda tras la fase de encendido de su
motor, que la impulsaría hacia su trayectoria correcta, fuera
de la órbita terrestre. Observaciones posteriores parecieron
confirmar la destrucción parcial de la sonda. En diciembre de
2002 se dio por finalizado formalmente el proyecto tras
realizarse, sin éxito, el último intento de comunicación con
la sonda. Se creó un equipo de investigación para el accidente
que emitió un informe en el que se presentaba como causa más
probable del mismo un fallo en la estructura de la sonda como
consecuencia del exceso de calor producido en el encendido del
motor.
La Agencia Espacial Europea lanzó, el 2 de marzo de 2004, la
sonda Rosetta con destino al cometa Churyumov-Gerasimenko, al
que se espera que llegue tras un viaje de 10 años. Es la
primera misión espacial destinada a orbitar un cometa y
colocar un módulo sobre su superficie. Este módulo de descenso
cuenta con varios instrumentos científicos que estudiarán la
composición y propiedades físicas del núcleo y enviarán
imágenes panorámicas y microscópicas del cometa.
El 12 de enero de 2005 la NASA lanzó la sonda Deep Impact con
destino al cometa Tempel 1; a finales de abril la sonda obtuvo
las primeras imágenes del cometa, cuando se encontraba todavía
a más de 60 millones de kilómetros de él. La nave llevaba un
proyectil o sonda de impacto de unos 370 kg que chocó contra
el Tempel 1 el 4 de julio de 2005, tal como estaba previsto,
en lo que fue la primera colisión provocada contra un cometa.
Las imágenes del impacto obtenidas por la propia Deep Impact
así como por numerosos telescopios situados en órbita y en
tierra, mostraron un enorme destello y una gran nube de polvo.
Los primeros análisis de los datos recogidos antes, durante y
después del choque mostraron que la superficie del cometa
presenta numerosos cráteres y está cubierta de polvo fino;
posteriormente se detectaron tres pequeños depósitos de hielo.
La proporción de polvo que se observó fue mucho mayor que la
esperada según el modelo de “bola de nieve sucia”; en realidad
se debería hablar de “bola sucia y helada” ya que se trata de
polvo aglomerado por el hielo. Se detectó también un alto
contenido en compuestos de carbono en el interior del cometa.
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