Rosetta detecta abismos e indicios de cavernas interiores en el cometa 67P

Rosetta detecta abismos e indicios de cavernas interiores en el cometa 67P

Rosetta detecta abismos e indicios de cavernas interiores en el cometa 67P

En agosto de 2014, la ESA hizo historia cuando su nave espacial Rosetta se convirtió en la primera en orbitar un cometa. Durante los últimos 10 meses, Rosetta y su módulo de aterrizaje Philae recién despertado nos han proporcionado datos sin precedentes sobre el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. De inmediato, los científicos notaron la presencia de varios pozos profundos enigmáticos en la superficie del cometa. Nuevos datos sugieren que los pozos son sumideros causados ​​por la sublimación del hielo subterráneo y son una fuente de chorro de polvo activo. Eso y los datos de composición corporal sugieren un cometa plagado de cavernas subterráneas.

Los cometas, los restos de hielo y roca de la formación del sistema solar, son como cápsulas de tiempo heladas. Al estudiarlos, podemos aprender mucho sobre las condiciones de la nebulosa solar, la nube de gas y polvo en la que se formaron el Sol y los planetas hace más de 4 mil millones de años. Los cometas vienen en muchas variedades y han pasado su vida en una de las dos zonas de «almacenamiento en frío» en el sistema solar exterior: el Cinturón de Kuiper y la Nube de Oort.

El Cinturón de Kuiper, una región más allá de la órbita de Neptuno, es la fuente de cometas de la familia de Júpiter como 67P. Esta clase normalmente tiene un período orbital de menos de 20 años y se ve fuertemente afectada por la gravedad de Júpiter. Más allá del Cinturón de Kuiper y extendiéndose casi hasta la mitad de la estrella más cercana, se encuentra una región esférica conocida como la Nube de Oort. Aquí es donde vemos cometas de período largo cuyos períodos orbitales pueden durar hasta millones de años.

Los cometas son más que simples trozos de hielo que se desplazan a toda velocidad por el espacio; tienen sus propios ciclos de vida y pueden cambiar drásticamente. A medida que los cometas se acercan al perihelio, o al punto más cercano al Sol, se calientan y el núcleo, la parte central sólida formada por hielo volátil y otros materiales, se sublima. A medida que se produce la sublimación, el cometa queda envuelto en una atmósfera o coma.

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Los cometas vienen en muchas formas diferentes, pero una de las características distintivas de 67P son sus lóbulos dobles. Conectados por un pequeño «cuello», los lóbulos están superpuestos, asemejándose a un patito de goma. La extraña forma de 67P ha dejado a muchos científicos preguntándose cómo se formó. ¿Podría tal forma haber sido esculpida por sublimación, o los dos lóbulos se fusionaron en una colisión dentro de la nebulosa solar? Recientes simulaciones por computadora parecen sugerir que este último es el escenario más probable.

Rosetta está equipada con un sistema de doble cámara llamado OSIRIS (Optical Spectroscopic and Infrared Remote Imaging System), que consta de una cámara digital de ángulo estrecho y de ángulo ancho. Los científicos usan OSIRIS para mapear la superficie de 67P. Durante el proceso de mapeo, el equipo descubrió 18 hoyos sorprendentemente profundos, casi perfectamente circulares, en la superficie del cometa.

“Estos extraños pozos circulares son tan profundos como anchos. Rosetta puede verlos directamente”, dijo Dennis Bodewits, investigador asistente en astronomía en la Universidad de Maryland y coautor del estudio.

«Proponemos que son sumideros, formados por un proceso de colapso de la superficie muy similar a cómo se forman los sumideros aquí en la Tierra», agregó Bodewits. Los sumideros ocurren en la Tierra cuando la erosión del subsuelo elimina una gran cantidad de material debajo de la superficie, creando una caverna. Eventualmente, el techo de la caverna colapsará por su propio peso, dejando atrás un abismo. (Dada la gravedad muy baja en 67P, o en cualquier cometa, la formación de un sumidero sería un proceso muy lento). «Así que ya tenemos una biblioteca de información para ayudarnos a entender cómo funciona este proceso, lo que nos permite usar estos pozos». para estudiar lo que hay debajo de la superficie del cometa”, dijo Bodewits.

El artículo que describe estos sumideros será publicado por la revista Naturaleza hoy dia. 67P no es el primer cometa en albergar depresiones superficiales; sin embargo, las características de estos pozos son distintas a las detectadas anteriormente. El núcleo de 67P se extiende unos 4 km (2,4 millas) y tiene dos tipos diferentes de agujeros: agujeros profundos que miden 180 metros de profundidad por 200 metros de diámetro con paredes empinadas y agujeros menos profundos como los detectados previamente en otros cometas como 81P/. Salvaje. Los pozos más profundos son más intrigantes y muestran claros signos de actividad, con chorros de gas y polvo saliendo de las paredes del pozo. Esta actividad no estuvo presente en los tajos someros.

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¿Cómo se formaron los pozos? El equipo inicialmente sospechó que los eventos de desgasificación explosiva podrían estar detrás de la creación de pozos más profundos. El 30 de abril de 2014, Rosetta observó un evento de este tipo cuando se acercaba al cometa. Un análisis posterior reveló exactamente cuánto material se expulsó y los números no coincidieron.

«La cantidad de material de la explosión fue significativa, alrededor de 100.000 kilogramos, pero eso es pequeño en comparación con el tamaño del cometa y solo puede explicar un agujero de unos pocos metros de diámetro», explicó Bodewits. “Los hoyos que vemos son mucho más grandes. Parece que las explosiones no son el motor del proceso, sino una de las consecuencias.

El equipo sugiere que los pozos son en realidad sumideros, que se forman cuando una fuente de calor interior sublima el hielo de la superficie del cometa. Los datos muestran que las explosiones observadas son en realidad el resultado de los sumideros, más que la causa. El equipo determinó que alrededor del 80% de la masa del núcleo se atribuye a silicatos y materia orgánica en lugar de hielo. Dedujeron que el interior del núcleo se compone de aproximadamente un 75-80% de espacio vacío, y que el interior del núcleo probablemente alberga bolsas en forma de cueva.

A medida que el hielo superficial se sublima, se forman depresiones o cuencas. Luego, el polvo y otros materiales se acumulan en las cuencas, que finalmente colapsan por su propio peso, formando pozos profundos. A medida que los pozos se expanden, el hielo subterráneo queda expuesto por primera vez al calor del Sol, lo que desencadena la sublimación y produce explosiones de gas y polvo.

Rosetta ya nos ha enseñado más sobre los cometas de lo que podríamos haber anticipado y tiene muchas más sorpresas para nosotros. Se espera que la actividad del cometa aumente dramáticamente a medida que se acerca al perihelio a mediados de agosto. En el acercamiento más cercano, 67P será solo 1,25 AU o 1,25 veces la distancia de la Tierra al Sol.

La misión de Rosetta iba a terminar este verano; sin embargo, el 23 de junio de 2015, la ESA anunció que la misión se extendería hasta septiembre de 2016. La extensión permitirá a Rosetta monitorear la evolución de 67P a medida que se aleja del Sol.

Naturaleza2015. DOI: 10.1038/nature14564 (Acerca de los DOI).

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