Cometa

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Los cometas se clasifican entre los cuerpos pequeños del sistema solar. Sus propiedades físicas y químicas son heterogéneas, así como las masas, tamaños y geometrías de sus núcleos. Las formas identificadas como “cabeza” y “cola” de un cometa son también muy diversas, pero su propiedad común es la época de su aparición: la época de la formación del sistema solar, que dejó sus huellas materiales en su composición, en la superficie de sus núcleos y en las corrientes de polvo y gas emitidas al espacio circundante cuando se acercan al sol.Entre las Líneas En comparación con los planetas, los núcleos de los cometas son muy pequeños, pero los efectos que crean cubren distancias comparables a la escala de las órbitas planetarias.

En los documentos históricos, la aparición de cometas siempre se ha atribuido a acontecimientos importantes. El cometa Halley se menciona por primera vez en las antiguas crónicas griegas en el año 468-466 a.C. y, al mismo tiempo, se anota en los registros chinos. Sólo en 1531 y 1607 se empezó a registrar la aparición del cometa Halley en los calendarios juliano y gregoriano, respectivamente.

Puntualización

Sin embargo, antes de Edmond Halley (1656-1742), los cometas no se consideraban objetos relacionados con el sistema solar. Según Aristóteles (384-322 a.C.), los cometas no eran fenómenos astronómicos, sino eventos atmosféricos. A diferencia de los planetas, su aparición era imprevisible, al igual que su movimiento, que no estaba relacionado con las constelaciones zodiacales, donde se mueven todos los planetas. Los cometas aparecían de “ninguna parte” y desaparecían a “ninguna parte”. Todo esto llevó a Aristóteles a afirmar que los cometas eran vapores que se elevaban desde la Tierra y se acumulaban en la parte superior “inflamable” de la atmósfera, donde se consumían lentamente.

Pasaron siglos hasta que Lucio Séneca (4 a.C.-65 d.C.) fue el primero en afirmar que el movimiento de los cometas fuera del cinturón zodiacal no es una razón para excluirlos como objetos astronómicos y que el cometa es un producto eterno de la naturaleza.

Luego llegó otra época. Por ejemplo, en 1578, Andreas Celichius criticó las ideas de Aristóteles y consideró que el cometa era “el humo espeso de los pecados humanos, que se eleva cada día, cada hora, cada momento, lleno de hedor y horror ante el rostro de Dios, y que se vuelve gradualmente tan espeso como para formar un cometa, con trenzas rizadas y chapadas, que al final es encendido por la ira caliente y ardiente del Supremo Juez Celestial” (citado de una reseña de Hughes, 1986).

Alrededor de 1740, el cometa Halley se convirtió en uno de los catalizadores dominantes en el desarrollo de la astronomía, y sigue siendo objeto de intensas investigaciones. La aparición del cometa Halley en 1758-1759 fue predicha por los cálculos de Edmond Halley y el posterior trabajo de Newton.

Observación

Además de su interés científico, hay dos razones adicionales para el interés público en el cometa.Entre las Líneas En primer lugar, el cometa Halley regresa aproximadamente cada 76 años. El intervalo entre los retornos no es tan largo como para que se pierda el interés por el acontecimiento, y tampoco es tan corto como para que la aparición de un gran cometa se convierta en un fenómeno trivial.Entre las Líneas En segundo lugar, aunque la mayoría de los cometas no son lo suficientemente brillantes como para atraer la atención de la gente común, sí lo son para ser vistos a simple vista por un astrónomo aficionado curioso. El cometa Halley pertenece a los cometas más brillantes de período corto (aquellos con períodos orbitales inferiores a 200 años).Entre las Líneas En el siglo XVII se le llamaba Cometa de Lacaille, en honor al abate francés Nicolas-Louis de Lacaille.

Puntualización

Sin embargo, en el momento de su regreso, en 1835, el nombre de cometa Halley ya era generalmente aceptado.

El cometa Halley (1P/Halley), uno de los mayores cometas de período corto, estaba destinado a desempeñar dos veces un papel importante en la investigación de los cometas. Primero fue el trabajo de Edmond Halley, que observó un cometa en 1682 en Londres y posteriormente dedicó toda su vida a los cometas. Halley fue el primero en establecer la periodicidad de la aparición de 1P/Halley y de otros cometas y en crear herramientas analíticas para la investigación cometaria. Consiguió atraer a Newton a este trabajo. La historia del problema se describe con detalle en Hughes (1986). Es interesante destacar la conclusión de Newton, escrita en sus Principia: “Los cuerpos de los cometas son sólidos, compactos, fijos y duraderos, como los cuerpos de los planetas”. Probablemente Newton llegó a esta conclusión principalmente porque el cometa 1680/1 se conservó después de pasar su perihelio, que estaba muy cerca del sol. Al mismo tiempo, Newton también escribió que, al acercarse al sol, la cabeza del cometa comienza a evaporarse en el medio del éter,

y esas partículas reflectantes calentadas por esta acción, calientan la materia del éter que está involucrada con ellas. Esa materia se enrarece por el calor que adquiere, y debido a que, por esta rarefacción, disminuye la gravedad específica con la que antes tendía hacia el Sol, ascenderá desde allí, y llevará consigo las partículas reflectantes de las que se compone la cola del cometa.

La segunda vez que el cometa Halley apareció en las primeras páginas de las publicaciones científicas fue 300 años después, en 1986, cuando se convirtió en el primer cometa cuyo núcleo fue explorado por una nave espacial. Los estudios históricos de 1P/Halley (1986) realizados por las misiones Vega, Giotto y Suisei supusieron un gran avance en la física cometaria. Desde entonces, las naves espaciales han explorado otros ocho cometas. Una de las conclusiones más significativas es la complicada física de los cometas, que indica la gran diversidad de estos objetos. Las diferencias en las propiedades físicas de los cometas sugieren la extrema complejidad de las propiedades físico-químicas del entorno donde se originaron.

Por último, otro problema evidente que no puede resolverse sin el uso de una nave espacial es la exploración del relieve, la morfología y la composición detallada de las distintas partes de los propios núcleos. A este respecto, los resultados de los estudios del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko (67P/CG) realizados por la misión Rosetta superaron todas las expectativas. También se esperaba que estos estudios pudieran realizarse directamente en la superficie del núcleo, pero el infructuoso aterrizaje de la nave Philae en 2014 supuso un decepcionante fracaso. Es necesario seguir desarrollando este tipo de investigaciones.

Las masas de los núcleos cometarios son millones de veces menores que las masas de los planetas.Entre las Líneas En sentido figurado, los estudios de los núcleos cometarios pueden considerarse como investigaciones de cuerpos cósmicos de pequeña masa con un enorme bagaje científico. Al preparar la misión Vega, uno de los participantes franceses comparó el interés por los cometas con los efectos del perfume: “Pequeñas cantidades de sustancia que dan lugar a fuertes emociones”.

Los estudios de las naves espaciales sobre los núcleos cometarios destacan por la heterogeneidad de los resultados obtenidos. Es bien sabido que las colas cometarias contienen plasma y polvo, e invariablemente vapor de agua, monóxido de carbono y dióxido de carbono, así como muchos iones, átomos y moléculas variables, en la coma y la cola.

Puntualización

Sin embargo, lo más frecuente es que cada cometa tenga una composición única. Se cree que la abundancia relativa de deuterio (la relación D/H) caracteriza no sólo las condiciones físicas en el momento en que se formó el cuerpo, sino también el papel de los cometas en la creación parcial de la hidrosfera terrestre, y la relación D/H parece ser heterogénea entre los cometas. La comparación de las propiedades morfológicas de la superficie de los núcleos cometarios -por ejemplo, las superficies de los núcleos de 67P/CG, 1P/Halley, 19P/Borrelly y 103P/Hartley-2- sugiere la complejidad y la extrema heterogeneidad de sus procesos de formación, y el núcleo de un cometa sólo puede estudiarse desde un laboratorio espacial situado cerca o desde una sonda que descienda hasta la superficie del núcleo.

Un papel importante lo desempeñan las observaciones a largo plazo del cometa y sus emisiones realizadas desde naves espaciales de aterrizaje o de órbita baja. A veces los resultados obtenidos son sobresalientes, como, por ejemplo, en el caso de las emisiones locales de oxígeno del núcleo de 67P/CG (presumiblemente oxígeno de origen relicto) o la presencia de diferentes componentes enriquecidos de forma diferente con varios isótopos de azufre. Aunque los núcleos cometarios suelen dividirse en tipos según el material expulsado (principalmente componentes de gas o polvo), hasta la fecha no se ha completado una clasificación detallada de los núcleos cometarios.

El peligro de los meteoritos asociado (véase qué es, su concepto jurídico; y también su definición como “associate” en derecho anglo-sajón, en inglés) a los cometas es ampliamente conocido. La probabilidad de que se produzcan estos eventos no es alta, aunque el evento de 2013 en la región de Cheliábinsk (cerca del lago Chebarkul) fue un fuerte recordatorio de la posibilidad.

El cometa Halley (1P/Halley) tiene numerosas franjas, chorros y “rayos” formados por flujos de gas y polvo asociados a fuentes separadas en la superficie del núcleo. La rotación relativamente lenta del núcleo provoca la aparición de cúmulos de material recurrentes.

Movimiento de los cometas

Los cometas son principalmente subproductos de la formación del sistema solar (examine más sobre todos estos aspectos en la presente plataforma online de ciencias sociales y humanidades). Fueron sometidos a la acción gravitatoria de cuerpos mucho más masivos que los lanzaron a la periferia del naciente sistema solar. Los estudios indican que los cometas proceden de dos zonas principales: el Cinturón de Kuiper y el Disco Disperso, dos sistemas conectados y aplanados que se extienden desde 38 UA (cerca de la órbita de Plutón) y hasta 100 UA. Las órbitas en el Cinturón de Kuiper son relativamente estables, y en el Disco Disperso, por el contrario, la estabilidad de las órbitas es limitada. De ahí que la mayoría de los cometas, incluidos los de baja masa, se desplacen gradualmente desde el Disco Disperso hasta la zona de órbitas de los planetas exteriores. Se denominan centauros. Tras pasar a órbitas más bajas (más cercanas al sol), aparecen en el firmamento como cometas de periodo corto (por ejemplo, 103P/Hartley-2).

Basado en la experiencia de varios autores, mis opiniones y recomendaciones se expresarán a continuación (o en otros lugares de esta plataforma, respecto a las características en 2024 o antes, y el futuro de esta cuestión):

Además del Cinturón de Kuiper y del Disco Disperso, existe otra fuente de cometas.

Más Información

Las interacciones gravitatorias en el naciente sistema solar condujeron a la formación de una gigantesca esfera periférica de cuerpos celestes, la Nube de Oort, que incluye varios billones de núcleos cometarios de diferentes masas. Se calcula que su masa total es unas cinco veces la de la Tierra, unos 3 ∙ 1025 kg. Se cree que el límite interior de la Nube de Oort se encuentra a una distancia de 2.000 a 5.000 UA, mientras que el límite exterior de la Nube de Oort está a 50.000 UA (es decir, a unos 0,8 años luz). Se cree que enormes enjambres de cuerpos parecidos a cometas orbitan alrededor del sol en estas regiones distantes, cada uno en una órbita aproximadamente circular. La distancia media entre ellos es de varias decenas de millones de kilómetros, comparable al semieje mayor de la órbita de Mercurio. Los efectos gravitacionales de las estrellas y galaxias aquí son similares a la débil influencia del sol y son capaces de cambiar la órbita del cuerpo y dirigirlo hacia el sol. A lo largo de millones de años de movimiento, dicho cuerpo aparece en el firmamento como un nuevo cometa de período largo. El nombre de un cometa de este tipo incluye la letra C: por ejemplo, el cometa C/1999 F. Su destino no sólo depende de lo cerca que el cometa se acerque al sol en el perihelio, sino también de la interacción accidental con los planetas masivos, que afecta a su momento de movimiento. Como resultado, en un futuro lejano, el cometa se convierte en un cometa de período corto (por ejemplo, 67P/CG), o puede ser expulsado permanentemente del sistema solar, o incluso puede colisionar con el sol u otro cuerpo. Debido al intercambio de momento angular, las órbitas de los cometas de período corto también son inestables.

Las órbitas de los cometas suelen ser elipses muy alargadas, con un semieje mayor muy largo a, una excentricidad significativa de la órbita ε que alcanza la unidad (ε = 1 en el caso de una órbita parabólica cuando a = ∞), y una inclinación i respecto al plano de la eclíptica. Si ε > 1, la órbita se convierte en hiperbólica, y el cometa se alejará para siempre. Aunque el cometa McNaught (2007) tenía ε = 1,000019, debido a pequeños cambios en su órbita, siguió siendo un cometa de período largo, con un período de 92.600 años. El cometa de período largo West tiene su afelio situado a 70.000 UA, y su período es de 6 millones de años. Las órbitas de los planetas sólo están ligeramente inclinadas hacia la eclíptica (el plano de la órbita de la Tierra), pero las órbitas de los cometas procedentes de la Nube de Oort se distinguen por el hecho de que pueden tener cualquier inclinación i.

Lejos del sol, un cometa se mueve a lo largo de una órbita idealmente elíptica, que puede determinarse si hay al menos tres observaciones exactas consecutivas. La órbita así obtenida se denomina elipse osculante y se representa por secciones de un cono.

Puntualización

Sin embargo, en la zona de los planetas, la órbita cambia inevitablemente tanto que es imposible reproducirla con secciones cónicas, y la órbita oscilante se convierte en una idealización condicional. Debido al movimiento orbital de la Tierra, la trayectoria visible del cometa está representada por una secuencia de bucles. La dinámica de los cometas ha sido considerada por muchos autores.

El movimiento orbital de los cometas sigue las tres leyes de Kepler:

• La órbita es una sección cónica (elipse, parábola, hipérbola), siendo uno de los focos el sol (más precisamente, el baricentro del sistema).
• En el movimiento orbital, el radio-vector (la línea que une el cuerpo con el sol) cubre áreas iguales en un tiempo igual.
• Los cuadrados de los períodos P de revolución de los cuerpos celestes alrededor del sol son proporcionales a los cubos de los grandes semiejes a de sus órbitas (es decir, la relación P2/a3 es la misma para todos los cuerpos del sistema dado).

Si la órbita de un cometa con el semieje mayor a y el radio actual r es casi circular, es decir, r ≈ a y ε ≈ 0, entonces la velocidad del cuerpo es vc = (GM/r)½, donde G es la constante gravitatoria y M es la masa del sol.Entre las Líneas En una órbita elíptica (ε > 0 y en el caso general r ≠ a), la velocidad del cuerpo ve = [GM/(2/r – 1/a)]½ a una distancia r. Los cálculos utilizan la distancia mínima q en el perihelio, donde vq = vc√2. A una distancia q, la velocidad de un cometa es prácticamente independiente de su masa, por muy alargada que sea su órbita, incluso si la órbita es parabólica, es decir, el cometa viene del “infinito” (el infinito empieza prácticamente en más de 1 año luz).Si, Pero: Pero se puede imaginar un cuerpo interestelar que ya tiene una velocidad aleatoria y que se dirige al sol. Un cometa así pasará por el perihelio con una velocidad v > vq. El sol no podrá capturarlo, y a una distancia de la órbita de la Tierra, su velocidad superará los 42 km/s, la velocidad espacial 3d, y el cuerpo abandonará el sistema solar para siempre. Tales cometas se llaman hiperbólicos. Durante mucho tiempo, los expertos dudaron de su existencia, pero se descubrieron algunos cometas hiperbólicos.

Si se conoce el periodo P, el eje semimayor a y la excentricidad ε se determinan mediante expresiones sencillas, a = P(2/3) y ε = 1 – q/a. Así, en el caso del cometa Halley, para el que P = 75,5 años, a = 17,86 UA, y ε = 0,968. La segunda ley de Kepler indica que hay una ralentización del cometa en el afelio: por ejemplo, el movimiento del cometa Halley en el afelio es 7,8 veces más lento que en el perihelio (velocidades de 7,1 y 55,2 km/s, respectivamente).

Los afelios de muchas órbitas cometarias se concentran en planetas masivos y, en consecuencia, tales cometas se denominan “familia de Júpiter” o “familia de Neptuno”.

Puntualización

Sin embargo, el término familia no indica la relación entre el origen del cometa y el planeta, sino su captura por el campo gravitatorio del planeta. Como resultado de su interacción con el planeta, la órbita del cometa puede modificarse de forma irreconocible, y el cometa puede incluso pasar a otra familia. Por ejemplo, la evolución de la órbita del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko (67P/CG) ha sufrido numerosos cambios, establecidos mediante cálculos.Entre las Líneas En 1660, se movía a lo largo de una órbita casi circular, con ε = 0,1, tenía un perihelio q de más de 4 UA, y la inclinación de la órbita era de unos 29°. Durante el periodo 1660-1960, se acercó a Júpiter 10 veces. Un paso cercano a Júpiter en 1840 redujo bruscamente su q a 2,8 UA y aumentó la excentricidad a 0,36. Otro acercamiento a Júpiter, en 1959, aumentó la excentricidad a 0,63, y el perihelio se redujo a la mitad, a q = 1,3 UA, con la inclinación de la órbita reducida a 7°. Como resultado, la órbita se convirtió en la típica de la familia de Júpiter; en perihelio, tiene q = 1,2432 UA, y el periodo de revolución del cometa es de 6,45 años. Del mismo modo, otros cometas de período largo también se transforman gradualmente en cometas de período corto (con P < 200 años).

Junto con la influencia perturbadora de los cuerpos del sistema solar, los cometas están sometidos a efectos no gravitacionales: la acción reactiva de los chorros y corrientes de gas y polvo que emiten, que el núcleo nunca hace de forma simétrica.

Otros Elementos

Además, los chorros varían considerablemente en intensidad en los lados diurnos y nocturnos del núcleo.Entre las Líneas En el caso de un núcleo masivo, los efectos que modifican la órbita del cometa son pequeños, pero a lo largo de mucho tiempo llegan a ser significativos, incluso para un cuerpo masivo. Los efectos son casi imposibles de predecir, ya que las regiones activas del núcleo están distribuidas al azar. Los efectos no gravitacionales son especialmente significativos en los cometas con un perihelio bajo (y con una masa pequeña), porque tales cometas pierden mucho material en el perihelio.

Datos verificados por: Dewey

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El cinturón de asteroides y cometas

El cinturón de asteroides actual (véase más información), que a veces es difícil distinguirlos de un cometa, es un lugar mucho más activo y dinámico de lo que se podría haber imaginado desde la visión clásica del mismo.Entre las Líneas En lugar de ser cuerpos completamente inertes, se han encontrado asteroides que muestran una actividad observable a veces espectacular como resultado de procesos como la sublimación de volátiles, los impactos y la desestabilización rotacional, o incluso como resultado de múltiples procesos que operan simultáneamente. Dado que todavía se conocen relativamente pocos objetos, seguir descubriendo y caracterizando más asteroides activos sigue siendo una gran prioridad para mejorar la capacidad de los investigadores de discernir tendencias en las propiedades de estos objetos, dar cuenta de la manera más completa posible de la gama de comportamientos activos que exhiben los objetos de la población y alcanzar la mejor comprensión posible de las implicaciones científicas de las propiedades globales derivadas de los diferentes tipos de asteroides activos.

Recursos

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Traducción al Inglés

Traducción al inglés de Cometa: Comet

Véase También

Ciencia Planetaria, Espacio Exterior,

Bibliografía

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