Cometas: Historia, Concepto, clasificación y características

Un cometa es un objeto astronómico compuesto de polvo, fragmentos rocosos y partículas de hielo que gira alrededor del Sol en diversas órbitas elípticas. Estos cometas son miembros del Sistema Solar, que también incluye al Sol, los planetas rocosos más cercanos al Sol, los planetas gaseosos más alejados, sus lunas, los plutoides y otros cuerpos menores del sistema.

Introducción

Los cometas suelen ser detectados visualmente o con el uso de telescopios de campo amplio y otros dispositivos de aumento óptico, como los binoculares. Sin embargo, incluso sin equipos ópticos, es posible descubrir cometas rasantes al Sol a través de Internet, utilizando una computadora y conexión a la red. En los últimos años, el Observatorio Rasante Virtual de David (David J. Evans) (DVSO) ha permitido a muchos astrónomos aficionados de todo el mundo descubrir nuevos cometas en línea, a menudo en tiempo real, utilizando las imágenes más recientes del Telescopio Espacial SOHO. Un ejemplo reciente es el cometa ISON, que fue destruido al acercarse al Sol el 28 de noviembre de 2013; se cree que provenía de la nube de Oort. Los cometas con órbitas periódicas suelen tener trayectorias elípticas muy excéntricas.

Los cometas se diferencian de los asteroides principalmente por la presencia de una atmósfera extendida, conocida como coma, que no está retenida por la gravedad y rodea su núcleo. La coma es la parte central que rodea al núcleo, mientras que la cola es una sección alargada que se forma a partir de polvo o gas expulsado de la coma por la presión de la radiación solar o el viento solar. Sin embargo, los cometas que han pasado cerca del Sol en numerosas ocasiones pueden perder casi todo su material y parecerse a asteroides pequeños.

Se cree que los asteroides y los cometas tienen orígenes distintos; los asteroides se habrían formado dentro de la órbita de Júpiter, mientras que los cometas se originaron en las regiones exteriores del Sistema Solar. El descubrimiento de cometas en el cinturón principal y de cuerpos menores activos, conocidos como centauros, ha desdibujado las diferencias entre estos dos tipos de objetos. En el siglo XXI, algunos cuerpos menores con órbitas similares a cometas de largo período, pero con características de asteroides del sistema solar interior, han sido denominados "cometas Manx", como el C/2014 S3 (PANSTARRS). Entre 2013 y 2017, se descubrieron 27 cometas Manx.

Hasta abril de 2021, se conocían 4.595 cometas, aunque este número sigue aumentando a medida que se descubren más. Esto representa solo una pequeña fracción del número total estimado de cometas, ya que se cree que la nube de Oort, en el Sistema Solar exterior, contiene hasta un billón de cuerpos similares a cometas. Aproximadamente un cometa al año es visible a simple vista, aunque muchos de ellos no son muy brillantes ni espectaculares. Los cometas particularmente luminosos son conocidos como "grandes cometas".

Algunas misiones no tripuladas han visitado cometas, como la sonda Rosetta de la Agencia Espacial Europea, que fue la primera en aterrizar en un cometa, y la misión Deep Impact de la NASA, que impactó en el cometa Tempel 1 para estudiar su interior. Los cometas son cuerpos que orbitan el Sol de manera similar a los planetas y tienen un núcleo helado. Se clasifican en cuatro tipos según su tamaño: cometas medianos (3-6 km de diámetro), cometas grandes (6-10 km de diámetro), cometas gigantes (10-50 km de diámetro) y cometas Goliat (más de 50 km de diámetro).

Tamaño de los cometas

El núcleo de un cometa suele tener un diámetro promedio de unos 10 kilómetros, aunque en algunos casos puede llegar hasta los 50 kilómetros. En contraste, la cola de un cometa puede extenderse por millones de kilómetros. Esto significa que el tamaño de los cometas puede variar significativamente, especialmente a medida que se acercan al Sol.

Los cometas se pueden clasificar en seis tipos según el tamaño de su núcleo:

1. Cometa enano: Con un núcleo de menos de 1,5 kilómetros, estos cometas son muy difíciles de detectar.
2. Cometa pequeño: Con un núcleo de entre 1,5 y 3 kilómetros de diámetro.
3. Cometa mediano: Con un núcleo que mide entre 3 y 6 kilómetros de diámetro.
4. Cometa grande: Con un núcleo de entre 6 y 10 kilómetros de diámetro.
5. Cometa gigante: Con un núcleo de entre 10 y 50 kilómetros de diámetro.
6. Cometas “Goliat: Por encima de los 50 kilómetros de diámetro.

Órbitas y períodos

Los cometas tienen órbitas elípticas y se clasifican según la duración de su período orbital en ciclos cortos, medios o largos:

1. Ciclo corto: Tienen un período orbital inferior a 20 años.
2. Ciclo medio: Sus órbitas duran entre 20 y 200 años.
3. Ciclo largo: Tienen un período orbital superior a 200 años, y en algunos casos, pueden tardar miles de años en completar una órbita.

La procedencia de los cometas puede inferirse en función de su órbita. Se cree que los cometas de ciclo corto probablemente provienen del cinturón de Kuiper, una región de objetos helados más allá de la órbita de Neptuno. En cambio, los cometas de período largo podrían tener su origen en la nube de Oort, una vasta nube de cometas situada en los confines del Sistema Solar.

Características de un cometa

Los cometas tienen formas variadas, generalmente irregulares, con tamaños que oscilan desde unos pocos kilómetros hasta varias decenas de kilómetros de diámetro. Su composición ha sido un enigma en la astronomía, parcialmente desvelado gracias a la observación cercana del cometa Halley en su última aproximación en 1986.

Actualmente, se sabe que los cometas contienen una cantidad significativa de agua congelada, hielo seco, amoníaco, metano, hierro, magnesio, sodio y silicatos. Esta composición sugiere que los cometas podrían haber contribuido con materia orgánica esencial para el desarrollo de la vida en la Tierra.

Además, se considera que los cometas pueden ser testigos materiales de la formación del Sistema Solar, albergando en su interior información crucial sobre el origen de los planetas y del Sol.

Partes de un cometa

Los cometas están formados por dos partes principales:

1. Núcleo: Esta es la parte sólida del cometa, donde se encuentran los materiales que lo componen, como hielo y compuestos inorgánicos, con trazas de hidrocarburos. El núcleo es esencialmente una roca en movimiento.
2. Coma: También conocida como cabellera, la coma es una estela que puede extenderse por varios kilómetros, compuesta por gases y polvo expulsados del cometa debido al calentamiento causado por el Sol. En algunos casos, se pueden observar dos tipos de coma:
   • Coma gaseosa: Consiste en vapor de agua eyectado del cometa, que se orienta en dirección opuesta a los rayos del Sol.
   • Coma de polvo: Formada por partículas sólidas del cometa que quedan suspendidas en el espacio. Cuando la Tierra atraviesa la órbita de un cometa, estas partículas pueden ingresar en nuestra atmósfera, generando lluvias de meteoritos.

Ejemplos de cometas

1. Cometa Halley: Con un período orbital de aproximadamente 76 años, es el único cometa visible a simple vista desde la Tierra en múltiples ocasiones. Su última aparición fue en 1986.
2. Cometa Hale-Bopp: Este cometa fue uno de los más observados del siglo XX. Su paso cercano a la Tierra en 1997 generó un gran interés debido a su gran brillantez y espectacular cola.
3. Cometa Borrelly: Descubierto por el astrónomo francés Alphonse Borrelly, este cometa fue visitado en 2001 por la sonda espacial estadounidense Deep Space 1, que proporcionó imágenes detalladas de su núcleo.
4. Cometa Coggia: Un cometa gigante no periódico que fue visible a simple vista desde la Tierra en 1874. Fue observado en dos ocasiones más antes de desintegrarse en 1882.
5. Cometa Shoemaker-Levy 9: Famoso por su colisión con Júpiter en 1994, lo que permitió observar el primer impacto extraterrestre documentado. La colisión dejó marcas visibles en la atmósfera del planeta.
6. Cometa Hyakutake: Descubierto en enero de 1996, este cometa pasó muy cerca de la Tierra, más cerca que cualquier otro cometa en 200 años. Fue visible a simple vista desde todo el mundo y emitió importantes cantidades de rayos X. Su período orbital es de aproximadamente 72,000 años.

Exploración

Las misiones espaciales han sido fundamentales para obtener datos detallados sobre los cometas, complementando las observaciones realizadas desde telescopios terrestres. Aquí tienes un resumen de algunas misiones clave y sus descubrimientos:

1. Skylab (1974): La tripulación de la primera estación espacial estadounidense utilizó un telescopio solar para observar el cometa Kohoutek durante su aproximación al Sol.
2. Cometa Halley (1986): Visitado por las sondas soviéticas Vega 1 y Vega 2, y por la sonda Giotto de la Agencia Espacial Europea (ESA), que se acercó a tan solo 600 km del núcleo del cometa. Además, fue observado por dos naves japonesas desde la distancia.
3. Deep Space 1 (1998-2001): Lanzada por la NASA, esta sonda pasó a 2.200 km del cometa Borrelly en septiembre de 2001, obteniendo imágenes detalladas del núcleo, que revelaron una superficie más accidentada y oscura de lo que se pensaba.
4. Stardust (1999-2006): Esta misión de la NASA tuvo como objetivo recoger muestras de polvo y gases del cometa Wild 2. En enero de 2004, la sonda sobrevoló el núcleo del cometa, capturando partículas que luego fueron traídas de vuelta a la Tierra en 2006. Los análisis revelaron minerales formados a altas temperaturas, sorprendiendo a los científicos debido a que los cometas suelen originarse en regiones más frías del Sistema Solar.
5. Contour (2002): Destinada a estudiar los cometas Encke y Schwassmann-Wachmann 3, esta misión de la NASA se vio truncada cuando se perdió el contacto con la sonda tras un encendido fallido del motor en agosto de 2002, que probablemente resultó en la destrucción parcial de la sonda.
6. Rosetta (2004-2016): Lanzada por la ESA, esta sonda fue la primera en orbitar un cometa, el Churyumov-Gerasimenko, y desplegar un módulo de aterrizaje, Philae, en su superficie. Rosetta estudió la composición y propiedades del núcleo del cometa, proporcionando imágenes panorámicas y microscópicas.
7. Deep Impact (2005): Esta misión de la NASA involucró el lanzamiento de una sonda de impacto que chocó contra el cometa Tempel 1, creando un cráter y liberando material para su estudio. Las observaciones revelaron una superficie cubierta de polvo fino y altos niveles de compuestos de carbono, sugiriendo que los cometas podrían tener una estructura de "bola sucia y helada" en lugar del modelo de "bola de nieve sucia".

Estas misiones han ampliado significativamente nuestro conocimiento sobre la naturaleza y composición de los cometas, así como sobre los procesos que tuvieron lugar durante la formación del Sistema Solar.