La división del núcleo y la reunificación de las partes, puede ser un proceso de repetición fundamental en la evolución de un cometa
Para algunos cometas, romperse no es tan difícil .
Un nuevo estudio dirigido por la Universidad de Purdue y la Universidad de Boulder en Colorado, indica que el cuerpo de algunos cometas periódicos – objetos que orbitan el Sol en menos de 200 años – puede dividirse regularmente en dos, para luego volverse a reunir en el camino.
De hecho, este puede ser un proceso de repetición fundamental para la evolución del cometa, según el estudio, que se publica en la revista Nature del 1º de Junio.
El equipo, dirigido por el estudiante postdoctoral de Purdue Masatoshi Hirabayashi y el Distinguido Profesor Daniel Scheeres de la Universidad de Colorado, estudió varios cometas, pero principalmente un objeto con forma extraña “de pato de goma” conocido como 67P / Churyumov-Gerasimenko (67P).Las imágenes del 67P muestran dos grietas, cada una con un largo de más de un campo de fútbol americano, en el cuello del cometa, que conecta sus dos lóbulos más grandes.
Con el fin de reconstruir el pasado del 67P, el equipo utilizó modelos numéricos en los que la velocidad de giro se llevaba por encima de su más o menos una rotación cada 12 horas de hoy, a una rotación cada 7 a 9 horas. Los modelos mostraron que el giro más rápido daría lugar a más estrés y a la formación de dos grietas similares en el cuello de 67P en el mismo lugar.
“Nuestro análisis del giro predijo exactamente dónde se formarían estas grietas”, dijo Scheeres del Departamento de Ciencias de Ingeniería Aeroespacial de la Universidad de Colorado. “Ahora tenemos una nueva comprensión de cómo algunos cometas pueden evolucionar con el tiempo.”
A menudo se refiere a los cometas como “bolas de nieve sucia”, pues los cometas están hechos de hielo, rocas y polvo. El cometa 67P es “bi-lobulado” lo que significa que tiene dos partes grandes conectadas por un cuello más delgado.
Scheeres dijo que hay varios factores que pueden causar que los núcleos de los cometas giren más rápido. Durante los pasajes cercanos al Sol y a Júpiter el giro puede verse afectado por la “desgasificación” del cometa periódico , cuando los compuestos helados como el dióxido de carbono y el amoniaco cambian directamente desde el estado sólido (congelados) al estado gaseoso y salen fuera de la superficie.
Los modelos realizados por el equipo mostraron que si el giro de 67P se incrementa a menos de siete horas por rotación, la cabeza se desprenderá, dijo Scheeres. Entonces, ¿qué sucede?
“La cabeza y el cuerpo no van a ser capaces de escapar uno del otro”, dijo.”Ellos comenzarán orbitando entre sí, y en semanas, días o incluso horas se reunirán de nuevo durante una colisión lenta, llevando a la creación de una nueva configuración del núcleo del cometa.”
Este patrón podría continuar durante toda la vida del cometa, dijo Scheeres.
Los cometas bi-lobulados pueden llegar a ser bastante comunes. De los siete cometas que han sido fotografiados en alta resolución por los astrónomos, cinco de ellos – incluyendo al 67P y al cometa Halley – son bi-lobulados, dijo Scheeres. Los estudios de los cometas bi-lobulados por parte del equipo indican que todos ellos son similares en sus relaciones de volumen entre los lóbulos, lo que significa que probablemente cumplen los ciclos de rotura y reunificación como el 67P.
Descubierto en 1969 y visitado por la nave espacial Rosetta de la Agencia Espacial Europea en el 2014, el 67P es de alrededor 2,5 millas (4 Km) en un lado y orbita alrededor del Sol cada 6,5 años. El equipo demostró que la velocidad de rotación del cometa puede cambiar de forma caótica, impulsada por eventos de desgasificación y también cambiar su órbita por los impulsos gravitatorios en los pasajes cercanos a Júpiter.
Para mostrar cómo esta interacción cometa-Sol afectó a la evolución pasada del periodo de rotación de 67P, los investigadores modelaron numéricamente 1000 “clones” del cometa 67P bajo distintas condiciones que se remontan desde 5.000 años en el pasado. El plazo de cinco mil años fue seleccionado porque es el tiempo de vida aproximado de un “cometa de la familia de Júpiter” como el 67P, cuya órbita se ve afectada por la gravedad no sólo del Sol, sino también por el gigante gaseoso Júpiter, el planeta más grande de nuestro Sistema Solar, dijo Scheeres.
Se cree que los cometas periódicos como el 67P se originan en el Cinturón de Kuiper, una vasta región más allá de la órbita de Neptuno que alberga miles de millones de cometas y lunas heladas. El equipo supone que la repetida ruptura y reunificaicón de los cometas bi-lobulados puede haber causado que se erosionaran demasiado como para haber sobrevivido a sus desplazamientos en el Sistema Solar Interior hace 4 mil millones de años, cuando este último era una galería de tiro de asteroides, lunas y protoplanetas .
Otros autores del estudio incluyen al Profesor Adjunto Jay McMahon de la Universidad de Colorado, Steven Chesley, del Laboratorio de Propulsión a Chorro en Pasadena y Simone Marchi de la Dirección de Ciencia Planetaria del Southwest Research Institute en Boulder. Hirabayashi de Purdue recibió su doctorado en la Universidad de Colorado bajo la tutela Scheeres en el 2015.
Scheeres es la líder del equipo ciencia de radio para la misión OSIRIS-Rex de la NASA, ahora programada para ser lanzada en Septiembre desde Florida a visitar al asteroide Bennu, cercano a la Tierra.
Fuente: Universidad de Boulder, Colorado. Artículo original: “Some Comets are like couples: They break up, then make up“.
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