Conferència de l'Astronòmica de Sabadell. Montse Campàs, 18 de desembre de 2024
Què és un cometa?
La paraula cometa ve del grec cometes, que significa astre amb cabellera. Són cossos menors que poden mesurar des de pocs metres fins a molts quilòmetres de diàmetre i estan compostos bàsicament de gel i silicats.
Figura 1 . Morfologia d'un cometa.
Les òrbites dels cometes normalment són molt allargades i els porten a passar la major part del temps en zones allunyades del Sol, on fa molt de fred. Però quan s'acosten a l'astre rei s'escalfen i el gel se sublima. Aquest gas que s'escapa del nucli sòlid del cometa arrossega amb ell partícules, creant la coma del cometa. Després el sol pentina aquesta coma amb el seu vent solar i apareixen una cua, que pot ser molt gran i majestuosa o força simple.
Figura 2 . Òrbita d'un cometa.
Se sol dir que els cometes són els objectes més foscos del sistema solar. Per això el nom que els donen de boles de gel brutes, perquè tenen un albedo similar al del carbó. Són objectes molt foscos, encara que no ho semblin.
Els nuclis cometaris estan formats bàsicament per, més o menys, un 25% de silicats, pols, roques, un 50% de gel i aigua, i la resta serien substàncies com amoníac, diòxid de carboni, monòxid de carboni, metà, i un enorme nombre de molècules complexes. Hi ha una teoria que diu que el nucli és com un conglomerat, han xocat diversos objectes a baixes velocitats i s'han anat unint, el que explicaria també la porositat i la baixa densitat dels nuclis cometaris en general. I hi ha una altra teoria que diu que són com cebes, és a dir, que tenen moltes capes, i quan se'n fractura una deixa escapar els volàtils que hi ha per sota, de vegades fent veritables esclats.
Figura 3 . Teories del nucli com si fos un conglomerat (esquerra) i com si fos una ceba (dreta).
Últimament ha sortit un nou estudi del cometa 67P, que va ser visitat per la sonda Rosetta, publicat a la revista Science, el qual recupera la idea que els cometes són possibles contribuïdors a omplir d'aigua el nostre planeta. L'origen de l'aigua del nostre planeta és objecte de debat des de fa molt de temps. Es pensa que, al principi, la Terra estava completament seca, però a partir d'explosions volcàniques va sortir vapor d'aigua que es va condensar, però no pas en la gran quantitat que tenim. Per això s’analitza tant i es busquen els components d'aquesta aigua. L'hidrogen es pot presentar en forma de tres isòtops diferents: l'hidrogen normal que no té cap neutró al nucli, el deuteri que té un neutró i el triti que té dos neutrons (figura 4).
Figura 4 . Els tres isòtops que presenta l'hidrogen a la natura.
Si analitzem l‟aigua de la Terra, es presenta com una barreja d‟isòtops, en una proporció molt determinada. Les primeres anàlisis del cometa 67P van trobar que el material que envoltava el cometa tenia una proporció massa alta de deuteri versus hidrogen normal per ajustar-se al que seria l'aigua a la Terra. Però ara aquest nou estudi que ha sortit publicat diu que el mantell que envolta el cometa no és representatiu de la composició del seu nucli, i noves anàlisis més properes al nucli han donat una proporció de deuteri versus hidrogen molt més propera al que podem trobar aquí a la Terra.
Tipus de cometes
Els diferents tipus de cometes són els següents:
· Cometes amb període curt o de la família de Júpiter: tenen un període orbital menor de 20 anys i orbites amb prou feines inclinades respecte de l'eclíptica.
· Cometes tipus Halley: les òrbites més allargades i períodes de desenes d'anys i inclinacions que poden ser molt grans.
· Cometes amb llarg període: tenen òrbites allargadíssimes que van des de milers d'anys fins a objectes que han passat per les rodalies del Sol una única vegada des que els orígens del sistema solar.
· Cometes interestel·lars: només en tenim un de conegut, el 21 Borissov .
I jo afegiria també els cometes “bèsties estranyes”, que no podem classificar.
El cometa 21 Borissov va ser descobert per un astrònom aficionat, Borissov, amb el seu telescopi de 0,65 metres ubicat a Crimea. El novembre de 2019, els astrònoms de la Universitat de Yale van dir que el cometa, inclòs el seu coma i la seva cua, tenia 14 vegades la mida de la Terra.
Figura 5 . Cometa 21 Borissov .
Les bèsties rares són asteroides que en realitat són cometes. Això va passar, per exemple, amb l'objecte 2004TU12, descobert com un asteroide, i un dia fent un seguiment rutinari, li va sortir cua. Però va desaparèixer aquesta cua i de moment va passar a ser el cometa 162P, un cometa periòdic (figura 6). En canvi, el cometa P/2010 A2, se'l va descobrir amb cua, però aquesta cua sí que va desaparèixer i mai més s’ha vist. Aleshores, què és un cometa, un asteroide? De moment està catalogat com a cometa, però és una bèstia rara. A més, alguns objectes transneptunians o centaures com Eride o Sedna són una barreja entre cometa i asteroide perquè quan s'aproximen una mica al Sol els surt cua. Jo els classifico també com a cometes rars.
Figura 6 . Cometa 2004TU12, des de l'observatori Montcabrer .
Cometes observats per nosaltres
Fa 24 anys que observem cometes des del nostre observatori Montcabrer, anomenat així perquè es troba al vessant de la muntanya de Montcabrer (Cabrils). D’aquests cometes n’hem pogut observar alguns que es trencaven, altres que desapareixien, altres que esclataven, també hem observat cometes visitats per sondes, cometes interestel·lars i cometes fotogènics.
Cometes trencats
El desembre del 2001 vam tenir la sort de captar com es trencava el cometa 51P. A la imatge es poden veure dos trossos del cometa (figura 7). El 2005 es van trencar diversos cometes: el 2004 V5, el 2005 K2, el 2005 A1 i el 101 P. I el 2006 el cometa 73 P també es va trencar en mil trossets.
Figura 7. Cometa 51P
Cometes desintegrats
El cometa 2004 S1 va ser un cas molt curiós perquè nosaltres vam obtenir imatges d'aquest cometa, cada dia més feble, fins que un dia ja era un esborrall immedible. S'havia desintegrat (figura 8).
Figura 8 . Seqüència d'imatges del cometa 2004 S1.
Vam rebre un missatge de l'astrònom Zdenek Sekanina que estava fent el seguiment d'aquest cometa perquè ja havia vist que s'estava trencant i ens va demanar imatges pel seu estudi. Els hi vam passar i apareixem a l’article que va fer.
Cometes en esclat
Del cometa ascensor 29P tenim mesures des del 2001 fins ara. L'anomenem ascensor perquè ha tingut molts esclats (figura 9). Hi ha més de 20.000 mesures d’aquest cometa que s’han utilitzat per fer molts treballs i també per a estudiar com es mou, quin és el seu període de rotació i perquè té aquests esclats.
Figura 9 . Mesures de la magnitud del cometa 29 P al llarg dels anys.
Vaig poder col·laborar amb Mark Kidger i el grup d'observadors Cometes. En aquella època ell estava treballant per al satèl·lit Herschel i va poder establir una bona correlació entre la fotometria d'obertura CCD del cometa 29P feta per nosaltres i la fotometria i espectroscòpia realitzada pel satèl·lit Herschel. Amb aquestes dades es va obtenir que el nucli del cometa té un període de rotació d'uns 60 dies, i els esclats també tenen relació amb el gir.
L'esclat del cometa 17P va ser impressionant. Ens van trucar des de les Canàries un dia a les 2 h de la nit per dir-nos que el cometa li passava alguna cosa rara. Ens va costar una mica, però el vam observar i el vam veure molt més brillant que el dia anterior. Amb el pas de les hores, la seva brillantor va anar augmentant i en pocs dies l'esclat va ser espectacular.
Figura 10. Esclat del cometa 17P
Cometes visitats per sondes
També vam tenir la sort de poder treballar per al projecte Deep Impact . Un dia vam rebre un correu de la gent del Deep Impact que ens deien que érem dels que havíem observat més vegades aquest cometa i que els agradaria que els enviéssim dades amb un format molt determinat. Espanya és un país amb grans observadors de cometes. Vaig estar estar treballant amb el grup d’observadors de cometes, m’enviaven les imatges i jo les penjava directament a la web de la NASA. Quan la sonda va impactar ens van dir que amb les nostres dades la sonda hagués passat a només 40 km del cometa. Són mesures molt precises!
També vam treballar amb el projecte Rosetta, que va visitar el cometa 67P. Abans de visitar aquest cometa, es van sondejar altres cometes per a la seva visita, com el 46P Wirtanen .
Cometes fotogènics
Nosaltres no fem imatges boniques. Les nostres imatges són per mesurar els cometes, per obtenir-ne la seva fotometria i astrometria . Per això, la majoria de les imatges que veureu ara són dels nostres companys d'observadors de cometes.
[La conferenciant mostra força imatges de diferents cometes]
Com a mostra de cometes fotogènics mostrem el cometa C/2023 A3 Tsuchinshan-ATLAS, obtingut per Dídac Mesa, des de Maldà (Lleida) el 24 d'octubre del 2024 (figura 11).
Figura 11. cometa C/2023 A3 Tsuchinshan-ATLAS
Amb tota la nostra experiència, el 2018 l'editorial Marcombo ens va encarregar un llibre sobre els cometes on expliquem tot allò que sabem d'aquests astres tan entranyables.
Col·loqui
Com que són uns objectes que no són tan puntuals, com podeu fer una fotometria d'aquests objectes?
Agafem el box per fer la fotometria, adaptant el màxim que podem al que és el nucli. Hem fet una estandardització perquè tots els observadors de cometes ho facin igual i és un box de 10x10. Aleshores també fem la multi obertura, fem fotometria de 20x20, 30x30 i 40x40. Com tots ho observem amb el mateix box, els resultats són homogenis. Aleshores podem fer gràfiques i estudiar-ne una mica el comportament perquè tots fem la fotometria igual. Utilitzem un programari específic per a fer-ho.
Quin equip mínim necessita un aficionat sense gaires recursos per fer observació cometària?
Observa amb allò que tinguis, no hi ha un equip mínim per fer observacions. Fins i tot tenim gent que fa mesurament de cometes visualment, encara que ja en queden pocs.
Pel que fa a l'equip, el que un es pugui permetre comprar. Sempre és millor comprar-se una bona càmera que un bon telescopi.
Si un cometa passa a prop de la Terra, quina probabilitat hi ha que xoqui amb nosaltres?
De moment ho tenim tot controlat. És més fàcil que xoqui un asteroide que un cometa. Però per l'òrbita ja veuríem que xocarà si passa molt a prop.