Conferencia de la Astronómica de Sabadell. Montse Campàs, 18 de diciembre de 2024
¿Qué es un cometa?
La palabra cometa viene del griego cometes, que significa astro con cabellera. Son cuerpos menores que pueden medir desde pocos metros a muchos kilómetros de diámetro y están compuestos básicamente de hielo y silicatos.
Figura 1. Morfología de un cometa.
Las órbitas de los cometas normalmente son muy alargadas y los llevan a pasar la mayor parte del tiempo en zonas alejadas del Sol, donde hace mucho frío. Pero cuando se acercan al astro rey se calientan y el hielo se sublima. Este gas que se escapa del núcleo sólido del cometa arrastra consigo partículas, creando la coma del cometa. Luego el sol peina esta coma con su viento solar y aparecen una cola, que puede ser muy grande y majestuosa o bastante simple.
Figura 2. Órbita de un cometa.
Se suele decir que los cometas son los objetos más oscuros del sistema solar. De ahí el nombre que les dan de bolas de hielo sucias, porque tienen un albedo similar al del carbón. Son objetos muy oscuros, aunque no lo parezcan.
Los núcleos cometarios están formados básicamente por más o menos un 25% de silicatos, polvos, rocas, un 50% de hielo y agua, y el resto serían sustancias como amoníaco, dióxido de carbono, monóxido de carbono, metano, y un enorme número de moléculas complejas. Hay una teoría que dice que el núcleo es como un conglomerado: han chocado varios objetos a bajas velocidades y se han ido uniendo. Esto explicaría también un poco la porosidad y la baja densidad de los núcleos cometarios en general. También hay otra teoría que dice que son como cebollas, es decir, que tienen muchas capas, y cuando se fractura una de ellas deja escapar los volátiles que hay por debajo de ella, a veces haciendo verdaderos estallidos.
Figura 3. Teorías del núcleo como si fuera un conglomerado (izquierda) y como si fuera una cebolla (derecha).
Últimamente ha salido un nuevo estudio del cometa 67P, que fue visitado por la sonda Rosetta, publicado en la revista Science, el cual recupera la idea de que los cometas son posibles contribuidores a llenar de agua nuestro planeta. El origen del agua de nuestro planeta es objeto de debate desde hace mucho tiempo. Se piensa que, al principio, la Tierra estaba completamente seca, pero a partir de explosiones volcánicas salió vapor de agua que se condensó, pero no en la gran cantidad que tenemos. Por eso se analiza tanto y se buscan los componentes de esta agua. El hidrógeno puede presentarse en forma de tres isótopos distintos: el hidrógeno normal que no tiene ningún neutrón en el núcleo, el deuterio que tiene un neutrón y el tritio que tiene dos neutrones (figura 4).
Figura 4. Los tres isótopos que presenta el hidrogeno en la naturaleza.
Si analizamos el agua de la Tierra, se presenta como una mezcla de isótopos, en una proporción muy determinada. Los primeros análisis del cometa 67P encontraron que el material que envolvía el cometa tenía una proporción demasiado alta de deuterio versus hidrógeno normal como para ajustarse a lo que sería el agua en la tierra. Pero ahora este nuevo estudio que ha salido publicado dice que el manto que envuelve el cometa no es representativo de la composición de su núcleo, y nuevos análisis más próximos al núcleo han dado una proporción de deuterio versus hidrógeno mucho más cercana a lo que podemos encontrar aquí en la Tierra.
Tipos de cometas
Los diferentes tipos de cometas son los siguientes:
· Cometas con periodo corto o de la familia de Júpiter: tienen un periodo orbital menor de 20 años y orbitas apenas inclinadas respecto de la eclíptica.
· Cometas tipo Halley: las órbitas más alargadas y periodos de decenas de años e inclinaciones que pueden ser muy grandes.
· Cometas con largo periodo: tienen órbitas alargadísimas que van desde miles de años hasta objetos que han pasado por las cercanías del Sol una única vez desde que los orígenes del sistema solar.
· Cometas interestelares: sólo tenemos uno conocido, el 21 Borisov.
Y yo añadiría también los cometas bichos raros, que no podemos clasificar.
El cometa 21 Borisov fue descubierto por un astrónomo aficionado, Borisov, con su telescopio de 0,65 metros ubicado en Crimea. En noviembre de 2019, los astrónomos de la Universidad de Yale dijeron que el cometa, incluido su coma y su cola, tenía 14 veces el tamaño de la Tierra.
Figura 5. Cometa 21 Borisov.
Los bichos raros son asteroides que en realidad son cometas. Esto pasó, por ejemplo, con el objeto 2004TU12, descubierto como un asteroide, y un día haciendo un seguimiento rutinario, le salió cola. Pero desapareció esta cola y de momento pasó a ser el cometa 162P, un cometa periódico (figura 6). En cambio, el cometa P/2010 A2, se le descubrió con cola, pero esta cola sí que desapareció y nunca más se vio. Entonces, ¿qué es un cometa, un asteroide? De momento está catalogado como cometa, pero es un bicho raro. Además, algunos objetos transneptunianos o centauros como Eride o Sedna son una mezcla entre cometa y asteroide porque a la que se aproximan un poco al Sol les sale cola. Yo los clasifico también como cometas raros.
Figura 6. Cometa 2004TU12, del observatorio Montcabrer.
Cometas observados por nosotros
Hace 24 años que observamos cometas desde nuestro observatorio Montcabrer, llamado así porque justamente está en la ladera de la montaña de Montcabrer (Cabrils). Desde entonces hemos observado 831 cometas distintos, de los cuales 254 son periódicos numerados y 577 son no numerados. De estos cometas hemos podido observar cómo se rompían algunos, cometas que desaparecían, cometas que estallaban, cometas visitados por sondas, cometas interestelares y cometas fotogénicos.
Cometas rotos
En diciembre del 2001 tuvimos la suerte de pillar cómo se rompía el cometa 51P. En la imagen se pueden ver dos trozos del cometa (figura 7). En 2005 se rompieron varios cometas: el 2004 V5, 2005 K2, 2005 A1 y el 101 P se rompieron en dos pedazos A y B. Y el 2006 el cometa 73P se rompió en mil pedacitos.
Figura 7. Cometa 51P
Cometas desintegrados
El cometa 2004 S1 fue un caso muy curioso porque nosotros sacamos imágenes de este cometa, cada día más débil, hasta que un día ya era un borrón inmedible. Se había desintegrado (figura 8)
Figura 8. Secuencia de imágenes del cometa 2004 S1.
Recibimos un mensaje del astrónomo Zdenek Sekanina que estaba haciendo el seguimiento de este cometa porque ya había visto que se estaba rompiendo y desintegrando. Vio que los últimos días antes de perderlo nosotros habíamos sacado imágenes y nos las pidió para estudiarlas con más detalle. Con ellas pudo hacer un artículo estudiando la desintegración de este cometa, y salimos en el artículo.
Cometas en estallido
Del cometa ascensor 29P tenemos medidas desde el 2001 hasta ahora. Lo llamamos ascensor porque ha tenido muchos estallidos (figura 9). Hay más de 20.000 medidas de este cometa que se han utilizado para hacer muchísimos trabajos y también para estudiar un poco cómo se mueve, cuál es su periodo de rotación y porque tiene estos estallidos.
Figura 9. Medidas de la magnitud del cometa 29 P a lo largo de lo años.
Pude colaborar con Mark Kidger y el grupo de observadores Cometas. Él estaba en aquella época trabajando para el satélite Herschel y pudo establecer una buena correlación entre la fotometría de apertura CCD del cometa 29P hecha por nosotros y la fotometría y espectroscopía realizada por el satélite Herschel. Con estos datos se obtuvo que el núcleo del cometa tiene un período de rotación de unos 60 días, y los estallidos también tienen relación con el giro.
El estallido del cometa 17P fue super. Nos llamaron desde Canarias un día a las 2 h de la noche diciendo que al cometa le pasaba alguna cosa rara. Nos costó un poco, pero lo observamos y lo vimos mucho más brillante que el día anterior. Con el paso de las horas su brillo fue aumentando y en pocos días el estallido fue espectacular.
Figura 10. Estallido del cometa 17P
Cometas visitados por sondas
Tuvimos la suerte de poder trabajar para el proyecto Deep Impact. Un día recibimos un correo de la gente del Deep Impact que nos decía que éramos de los que habían observado más veces este cometa y que les gustaría que les enviáramos datos, pero de una determinada manera. En España somos un país en potencia de observadores de cometas. Estuve trabajando con el grupo de observadores Cometas, me enviaban las imágenes y yo las podía colgar en la página web de la NASA. Cuando ya impactó la sonda, nos dijeron que, con los datos que les enviamos, la sonda hubiera pasado a tan sólo 40 km del cometa. ¡Está muy bien, son medidas muy precisas!
También trabajamos con el proyecto Rosetta, que visitó el cometa 67P. Antes de visitar este cometa, se barajaron otros cometas para su visita, como el 46P Wirtanen.
Cometas fotogénicos
Nosotros no hacemos imágenes bonitas. Nuestras imágenes son para medir el cometa, para obtener su fotometría y astrometria. Por ello, la mayoría de las imágenes que vais a ver ahora son de nuestros compañeros de observadores de cometas.
[La conferenciante muestra bastantes imágenes de distintos cometas]
Como muestra de cometas fotogénicos mostramos el cometa C/2023 A3 Tsuchinshan-ATLAS, obtenida por Dídac Mesa desde Maldà (Lleida) el 24 de octubre de 2024 (figura 11).
Figura 11. cometa C/2023 A3 Tsuchinshan-ATLAS
Con toda nuestra experiencia, en 2018 la editorial Marcombo nos encargó un libro sobre los cometas dónde explicamos todo lo que sabemos de estos astros tan entrañables.
Coloquio
¿Al ser unos objetos que no son tan puntuales, cómo podéis hacer una fotometría de estos objetos?
Cogemos el box para hacer la fotometría, adaptando lo máximo que podemos a lo que es el núcleo. Hemos hecho una estandarización para que todos los observadores de cometas lo haga igual y es un box de 10x10. Entonces también hacemos la multiapertura, hacemos fotometría de pues 20x20, 30x30 y 40x40. Como todos lo observamos con el mismo box, los resultados son homogéneos Entonces podemos hacer gráficas y estudiar un poco el comportamiento de estos porque todos hacemos la fotometría igual. Utilizamos un software específico para hacer esto.
¿Qué equipo mínimo necesita un aficionado sin muchos recursos para hacer observación cometaria?
Observa con lo que tengas, no hay un equipo mínimo para hacer observaciones. Incluso tenemos gente que hace medición de cometas visuales, aunque ya queda poca gente. En cuanto al equipo, lo que uno se pueda permitir comprar y poco a poco vas comprándote una mejor cámara CCD, porque a lo mejor es más importante que te compres una buena CCD que no un telescopio. Con un telescopio más pequeño, pero con una buena cámara, podrás obtener mejor que no al revés.
Si un cometa pasa cerca de la Tierra, ¿qué probabilidad hay de que choque por la atracción?
De momento lo tenemos todo controlado. Es más fácil que choque un asteroide que un cometa. Pero por la órbita ya veríamos que va a chocar si pasa muy cerca, no creo que lo perturbemos tanto como para chocar. O viene o pasa de largo.
¿Los cometas regresan a nuestra visión con períodos continuados que se repiten en el curso de los años?
Los de periodo sí. Como el Halley, que vuelve cada 76 años o como el 29PL, que lo observamos cada año. Todos que tienen la p detrás son periódicos y van volviendo.
¿Las composiciones de la coma y la cola son similares?
Son los volátiles que salen de lo que es el núcleo cometario. La composición puede ser de amoníaco, de hielo y de polvo cometario. Entonces, primero se hace la coma y luego, con el viento solar, esta coma lo que hace es que lo impulsa hacia afuera y salen las colas cometarias.