Las observaciones realizadas poco después de la llegada de Rosetta a su cometa objetivo en 2014 han proporcionado la confirmación definitiva de la presencia de hielo de agua.
Aunque el vapor de agua es el principal gas detectado que fluye del 67/P Churyumov-Gerasimenko, se cree que la gran mayoría de hielo parece estar debajo de la corteza del cometa, y muy pocos lugares con hielo de agua expuesto se han encontrado en la superficie.
Sin embargo, un análisis detallado por VIRTIS instrumento infrarrojo de Rosetta revela la composición de la capa superior del cometa: se recubre principalmente en un material oscuro, seco y rico en materia orgánica, pero con una pequeña cantidad de hielo de agua mezclada.
En el último estudio, que se centra en las exploraciones entre Septiembre y Noviembre de 2014, el equipo confirma que dos áreas de varias decenas de metros de diámetro en la región de Imhotep que aparecen como manchas brillantes en luz visible, en efecto, incluyen una cantidad significativa de hielo de agua.
El hielo se asocia con las paredes de los acantilados y las caídas de escombros , y estaba a una temperatura media de alrededor de -120ºC en ese momento.
En esas regiones, el hielo de agua pura se encontró ocupando alrededor del 5% de cada área de muestreo de píxeles, con el resto compuesto por el material oscuro y seco. La abundancia de hielo se calculó comparando mediciones infrarrojas de VIRTIS de Rosetta con los modelos que tienen en cuenta cómo los granos de hielo de diferentes tamaños pueden ser mezclados juntos en un píxel.
Los datos revelan dos poblaciones diferentes de granos: una, de varias decenas de micrómetros de diámetro, mientras que la otra más grande, de alrededor de 2 mm.
Estos tamaños contrastan con los granos muy pequeños, de pocos micrómetros de diámetro, que se encuentra en la región de Hapi en el “cuello” del cometa, como se observa con VIRTIS en un estudio diferente.
“Las diversas poblaciones de granos de hielo en la superficie del cometa implican diferentes mecanismos de formación y diferentes escalas de tiempo para su formación”, dice Gianrico Filacchione, autor principal del nuevo estudio, publicado en la revista Naturaleza.
En Hapi, los granos muy pequeños están asociados con una fina capa de ‘helada’ que se forma como parte del ciclo de hielo diario, un resultado de la condensación rápida en esta región durante cada rotación del cometa, de poco más de 12 horas.
“Por el contrario, creemos que las capas de los granos más grandes de tamaño milimétrico que vemos en Imhotep tienen una historia más compleja. Ellos probablemente se formaron lentamente con el tiempo, y sólo de vez en cuando son expuestos a la erosión “, dice Gianrico.
Suponiendo un tamaño de grano típico de decenas de micrómetros de los granos de hielo en la superficie, como se infiere de otros cometas y también del 67P, las observaciones de granos de tamaño milimétrico pueden explicarse por el crecimiento de cristales de hielo secundarios.
Una forma en que esto puede ocurrir es por “sinterización“, proceso por el cual los granos de hielo se compactan juntos. Otro método es por «sublimación», en el que el calor del sol penetra en la superficie, provocando la evaporación del hielo enterrado. Mientras que algo del vapor de agua resultante puede escapar del núcleo, una fracción significativa del mismo recondensa en capas debajo de la superficie.
Esta idea es apoyada por los experimentos de laboratorio que simulan el comportamiento de la sublimación del hielo enterrado bajo el polvo, calentado desde arriba por la luz solar.
Estas pruebas muestran que más del 80% del vapor de agua liberado no logra pasar a través de la capa de polvo, sino que se vuelve a depositar debajo de la superficie.
La energía adicional para la sublimación también podría ser proporcionada por una transformación en la estructura del hielo a un nivel molecular. A las bajas temperaturas observadas en los cometas, el hielo amorfo puede cambiar a hielo cristalino, liberando energía cuando lo hace.
“El crecimiento de granos de hielo puede causar la formación de capas subsuperficiales ricas en hielo de varios metros de espesor, que luego pueden afectar a la estructura a gran escala, la porosidad y las propiedades térmicas del núcleo”, dice Fabrizio Capaccioni, investigador principal de VIRTIS.
“Las capas ricas en hielo delgado que vemos expuestas cerca de la superficie pueden ser una consecuencia de la actividad cometaria y de la evolución, lo que implica que la estratificación global no necesariamente ocurre temprano en la historia de la formación del cometa.”
“Entender qué rasgos quedan en el cometa del proceso de su formación, y cuáles se han creado durante su evolución es algo difícil, pero es por eso que estamos estudiando un cometa de cerca: para tratar de descubrir qué procesos son importantes en diferentes etapas de la vida de un cometa “, añade Matt Taylor, científico del proyecto Rosetta de la ESA.
Los científicos de Rosetta están ahora analizando los datos capturados , cuando el cometa se acercó al Sol a mediados de 2015, para ver cómo la cantidad de hielo expuesto en la superficie evolucionó al aumentar el calentamiento.
Fuente : ESA. El artículo original puede leerlo aquí.
Link al artículo publicado en “Nature”: https://www.nature.com/nature/journal/v529/n7586/full/nature16190.html
Toda la información y noticias referentes a Rosetta se encuentran en la página de ESA/Rosetta: https://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Rosetta
