Cometas: origen, ¿Qué son?, partes, tipos, nombres y más

Los cometas son pequeños cuerpos helados del Sistema Solar que, al pasar cerca del Sol, se calientan y comienzan a liberar gases, un proceso llamado desgasificación. Esto produce una atmósfera visible o coma, y a veces también una cola. Estos fenómenos se deben a los efectos de la radiación solar y al viento solar que actúa sobre el núcleo del cometa.

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Origen de los cometas

Un astrónomo holandés llamado Jan Van Oort estudió las órbitas de 46 cometas y propuso en 1950 que los cometas que vemos desde la Tierra provienen de un enorme cometa `nube’ de quizás un billón de objetos. Eso es 1.000.000.000.000.000, o 1 y 12 ceros! (Ver: Curiosidades del Planeta Mercurio)

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A partir de las órbitas de los cometas, Oort calculó que el tamaño de esta nube era de entre 50.000 y 100.000 unidades astronómicas (AU). Una UA es la distancia del Sol a la Tierra: noventa y tres millones (93.000.000) de millas, o ciento cincuenta y cinco millones (155.000.000) de kilómetros (km). En comparación, la órbita de Plutón es de sólo 40 UA. Y 100.000 UA están a casi la mitad de la distancia de la siguiente estrella más cercana, Próxima Centauri.

Hoy en día, los astrónomos están de acuerdo en que hay una nube gigante de cometas muy lejos de las órbitas de los planetas, pero ¿cómo se formaron originalmente los cometas y la Nube Oort? La mayoría de los científicos piensan que todo comenzó cuando el Sol y el sistema solar fueron creados hace 4.600 millones (4.000.000.000.000) de años a partir de una enorme nube giratoria de gas y polvo llamada nebulosa solar.

Los planetas se mezclan

Al girar la nebulosa solar, los gases del centro colapsaron para formar el Sol. La nube restante se aplanó en un disco giratorio, y la gravedad hizo que áreas más densas de gas y polvo se encogieran y condensaran en objetos llamados planetesimales, de aproximadamente un kilómetro de tamaño. Algunos planetesimales chocaron y se pegaron mientras giraban alrededor, formando manchas que crecían en los planetas. Los planetas tienen unos pocos miles de kilómetros de diámetro.

Pero algunos de los planetesimales del sistema solar no se convirtieron en parte de un planeta. Los científicos creen que saben cómo los planetesimales pueden haber sido expulsados del sistema solar interno hacia la Nube de Oort.

La caricatura de la derecha muestra lo que habría ocurrido cuando un planetesimal se acercaba a un planeta gigante, como Júpiter. La gravedad del planeta tiraría del objeto más pequeño, como una pelota balanceada sobre una cuerda. Después de que Júpiter lo suelta, el planetesimal se dispara en una nueva dirección en un nuevo camino.

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Algunos de estos cuerpos eyectados probablemente abandonaron el sistema solar temprano y nunca regresaron. Algunos probablemente chocaron con otros planetas o lunas, haciendo que los cráteres que todavía podemos ver a través de los telescopios. Otros abandonaron el plano por donde viajan los planetas, pero permanecieron en grandes órbitas ovaladas con un extremo alrededor del Sol. Estos objetos formaron la Nube Oort, una enorme nube de cometas.

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Cintura del Sistema Solar

Muchos cuerpos pequeños también se formaron en el borde exterior frío del disco planetario aplanado, más allá de Urano y Neptuno. Investigaciones recientes indican que esta “nube interna” o “cinturón” de cometas es probablemente la fuente de la mayoría de nuestros conocidos cometas, como el Cometa Halley. Ahora se llama Cinturón de Kuiper (Kuiper rima con “limpiaparabrisas”), en honor al astrónomo que primero supuso que estaría allí.

Sólo se han observado algunos de los objetos en el cinturón de Kuiper. La mayoría de ellos son pequeños (aproximadamente 1 km de diámetro), como los cometas. En esta imagen, el círculo verde muestra el tamaño de la órbita de Júpiter alrededor del Sol. Los óvalos azul, rosa y negro son todos caminos de objetos en el Cinturón de Kuiper. Los planetas Urano, Neptuno y Plutón están en medio, y a veces pueden estar más lejos que un cometa cinturón de Kuiper.

El Cinturón de Kuiper puede contener de 10 a 100 veces más cometas que la Nube de Oort. Sin embargo, estos objetos son muy difíciles de contar. Son tan pequeños y reflejan tan poca luz solar que son bastante difíciles de ver, incluso con un telescopio.

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¿Qué son cometas?

Al igual que los asteroides, se sospecha que los cometas son remanentes de la formación de planetas en el Sistema Solar hace unos 4.600 millones de años. Pero mientras que los asteroides están generalmente compuestos de roca y metal, los cometas son más parecidos a las bolas de nieve sucias. Están compuestos de gases congelados como el dióxido de carbono, el metano y el amoníaco, así como de hielo de agua, en el que se encuentran incrustadas partículas de polvo y material rocoso.

Cuando un cometa se acerca al Sol, la radiación solar “funde” la superficie, vaporizando moléculas de gas y polvo y creando los brillantes cometas de cola. La cola de un cometa siempre apuntará lejos del Sol, lo que significa que no siempre va detrás del cometa en su viaje, sino que puede viajar al lado o delante de él.

Cometas y sus partes

Un apodo común para los cometas es “bola de nieve sucia”. Son una mezcla de hielo, gas y polvo que no fueron absorbidos por los planetas o asteroides cuando se formó el sistema solar. Los cometas tienen órbitas extremadamente elípticas que los acercan al sol y los hacen girar profundamente hacia el espacio, a menudo más allá de los planetas más lejanos del sistema solar.

Núcleo

El núcleo de un cometa es también conocido como el núcleo. Contiene principalmente hielo y polvo cubierto con un material orgánico oscuro. Típicamente, el núcleo contiene agua congelada, pero pueden existir otras sustancias congeladas como el dióxido de carbono, el amoníaco, el monóxido de carbono y el metano. La mayoría de los núcleos de los cometas tienen menos de 16 km de diámetro. Cuando un cometa se acerca al sol, el núcleo se calienta y los gases escapan de él.

Coma

La envoltura esférica de gas que rodea el núcleo de un cometa se llama coma. Cuando se combina con el núcleo, forma la cabeza del cometa. La coma tiene aproximadamente un millón de kilómetros de diámetro, y está compuesta de polvo y gases que se han sublimado del núcleo del cometa. La sublimación ocurre cuando un material cambia de un estado congelado a un estado gaseoso, y se salta la fase líquida intermedia.

Nube de Hidrógeno

Según Solarviews.com, “A medida que el cometa absorbe la luz ultravioleta, los procesos químicos liberan hidrógeno, que escapa de la gravedad del cometa, y forma una envoltura de hidrógeno. Esta envoltura no puede ser vista desde la Tierra porque su luz es absorbida por nuestra atmósfera, pero ha sido detectada por naves espaciales”. La nube de hidrógeno es una enorme envoltura, de millones de kilómetros de diámetro.

Cola de polvo

Una cola de polvo se forma por la radiación del sol que fuerza a las partículas de polvo a alejarse de la coma. Debido a que las colas de polvo están formadas por el viento solar, apuntan lejos del sol. La cola se curva ligeramente como resultado del movimiento del cometa. Esta aceleración es relativamente lenta. A medida que aumenta la distancia del sol, la cola de polvo se desvanece y disminuye. La cola de polvo mide hasta 10 millones de kilómetros de longitud.

Cola de iones

Las partículas solares cargadas convierten algunos gases cometarios en iones, formando una cola de iones. La cola de iones es menos masiva que la cola de polvo, y se acelera mucho más rápido de modo que la cola es casi una línea recta que se extiende desde el cometa, en una dirección opuesta al sol. La cola de iones puede medir más de 100 millones de kilómetros de largo. (Ver: Quien creo o como surgió el universo)

Tipos de cometas

Una de las formas más simples de categorizar los cometas es por su período orbital. En su clasificación más básica, vienen en dos sabores. Cometas de corta duración y cometas de larga duración.

Cometas de Corto Período

Los cometas de corto período tienen un período orbital de menos de 200 años. También suelen tener una inclinación de menos de 35 grados. 200 años suena como un largo período de tiempo, pero en términos cometarios, esto es bastante corto. Una vez detectados, son más fáciles de catalogar y predecir que los cometas de larga duración. El cometa de período corto más famoso es el Cometa Halley con un período orbital de 75-76 años.

Se cree que los cometas de corta duración se originan en el cinturón de Kuiper. Su designación es “cometas de corta duración” y se dividen en dos categorías más: Tipo Halley (con un período de más de 20 años) y Tipo Júpiter (con un período de menos de 20 años). Los cometas de corto período pueden tener una órbita circular u órbita elíptica. Esto último es mucho más común.

Cometas de Largo Período

Los cometas de larga duración, por otro lado, se cree que se originan en la nube de Oort con períodos de más de 200 años y en inclinaciones aleatorias alrededor de la esfera celeste. Pueden volver después de períodos de miles a millones de años (o nada) y por eso son difíciles de detectar y catalogar. Los cometas de larga duración pueden tener órbitas mucho más impredecibles si se orientan al azar hacia la esfera celeste. Pueden volver sobre sus pasos después de períodos de miles a millones de años (o nada) y por eso son difíciles de detectar y catalogar.

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Los cometas de larga duración no retornables pueden ser categorizados más adelante. Sus órbitas pueden ser parabólicas o hiperbólicas.

Órbitas Parabólicas

Una órbita parabólica es cuando el objeto tiene la velocidad de escape suficiente (velocidad contra la atracción gravitatoria) para escapar de su influencia gravitatoria (es decir, nuestro sol). Ellos nunca regresarán al sistema solar a menos que sean influenciados por otro objeto en algún momento en el futuro de tal manera que lo hagan. Es por esta razón que la órbita del objeto es incapaz de ser circular o una elipse.

Órbitas Hiperbólicas

Una órbita hiperbólica es cuando el objeto acelera considerablemente más allá de su velocidad de escape resultando en una línea de trayectoria mucho más recta que una órbita parabólica.

Nombres

Los cometas periódicos nos visitan una y otra vez. Los cometas no periódicos sólo nos visitan una vez. En esta lista hay una “P” delante de los cometas periódicos. Frente a los cometas no periódicos hay una “C”. A veces hay un número delante de la “P”: muestra el número de veces que la gente ha visto al cometa visitarnos.

Cometas que solemos conocer por su nombre

  • El Cometa del César
  • Cometa Borrelly (19P/Borrelly)
  • Encaje de cometa (2P/Encke)
  • Cometa Hale-Bopp (C/1995 O1): El cometa Hale-Bopp (antes llamado C/1995 O1) es el cometa más grande y brillante que ha llegado a la Tierra en el último siglo. Fue llamado el Gran Cometa de 1997. Es probablemente el cometa más visto de la historia, incluso más que el famoso cometa Halley.Hale-Bopp fue descubierto por dos astrónomos, Alan Hale y Thomas Bopp. Este es un cometa de largo período (no regresará a la tierra por mucho tiempo). Es tan grande que su coma (el vapor que se quema de él) es tan grande como el Sol. No se acercó lo suficiente al sol para cruzar el camino orbital de la Tierra, así que no pudimos ver una lluvia de meteoritos desde el rastro de polvo.Los científicos encontraron muchos productos químicos orgánicos en Hale-Bopp que nunca antes habían visto. También fue el primer cometa que contenía el gas argón. También tiene una cola de sodio. Vea la imagen de la izquierda.

  • Cometa Halley (1P/Halley): El Cometa Halley (Comet Halley) es un cometa que aparece cada 75 o 76 años. Cuando está cerca, se puede ver a simple vista. Volverá en 2061. El cometa lleva el nombre de Edmond Halley (1656-1742), un astrónomo inglés que predijo el regreso del cometa. El Cometa Halley fue el primer cometa en ser reconocido como periódico. (Periódico significa que viene de la Tierra regularmente.)Cuando el cometa se acercó a la Tierra en 1986, fue visitado por varias sondas espaciales. La sonda Giotto de la Agencia Espacial Europea logró el acercamiento más cercano al cometa. El número de años que el cometa termina su ciclo completo puede variar dependiendo del efecto de la atracción gravitatoria de otro planeta.En 1986, el Cometa Halley fue el primero en ser observado en detalle por una nave espacial. Dio los primeros datos sobre la estructura del núcleo de un cometa y cómo se formaron la coma (envoltura nebulosa alrededor del núcleo o núcleo) y la cola. Estas observaciones apoyaron el modelo de “bola de nieve sucia” de Fred Whipple.Esto predijo correctamente que Halley estaría compuesto de una mezcla de hielos volátiles – como agua, dióxido de carbono, amoníaco y polvo. Las misiones también ajustaron estas ideas. Por ejemplo, ahora se sabe que la superficie de Halley es mayormente de materiales polvorientos y no volátiles, y que sólo una pequeña porción de ella es helada.

  • Cometa Humason (C/1961 R1)
  • Cometa Hyakutake (C/1996 B2): El cometa Hyakutake, formalmente C/1996 B2 fue descubierto en enero de 1996, y pasó cerca de la Tierra en marzo del mismo año. Fue llamado el Gran Cometa de 1996; su aproximación a la Tierra fue una de las más cercanas de los últimos 200 años. Hyakutake apareció como un objeto muy brillante en el cielo nocturno y pudo ser visto desde todo el mundo. Anticipó al muy esperado cometa Hale-Bopp, que se estaba aproximando en esos momentos al sistema solar interno.Su observación dio pie a algunos descubrimientos. Se observó la primera emisión de rayos X por parte de un cometa, supuestamente debido a la interacción entre las partículas del viento solar que interactúan con los átomos neutros de la cola del cometa. La sonda Ulysses cruzó inesperadamente su cola a una distancia superior a los 500 millones de kilómetros, mostrando que el Hyakutake poseía la cola más larga conocida hasta el momento.El Hyakutake es un cometa de período largo. Antes de su última incursión en el interior del sistema solar, su período orbital era de unos 15 000 años, pero la influencia gravitatoria de los planetas gigantes, como Júpiter, incrementó dicho valor hasta unos 72 000 años. (Ver: Como la luna afecta a las Mareas)
  • Cometa Ikrya-Seki (C/1965 S1)
  • Cometa Kohoutek (C/1973 E1)
  • Cometa Mrkos (C/1957 P1)
  • Cometa Shoemaker-Levy 9 (D/1993 F2)
  • Cometa Skjellerup-Maristany (C/1927 X1)
  • Cometa Oeste (C/1975 V1)
  • Gran cometa de 1807 (C/1807 R1)
  • Gran cometa de 1811 (C/1811 F1)
  • Gran Cometa de la Marcha de 1843 (C/1843 D1)
  • Cometa del Gran Enero (C/1910 A1)
  • Cometa Swift-Tuttle (109P/Swift-Tuttle)

Cometas periódicos

Los cometas periódicos tienen un lugar especial en la astronomía, porque sus órbitas son a menudo las mismas. Sabemos cuándo nos visitarán, y podemos planear observarlos, y enviar sondas espaciales para mirarlos.

El 24 de agosto de 1994, la Unión Astronómica Internacional (UAI) estandarizó la forma de nombrar este tipo de cometa. Este sistema nos dice cuál cometa es cuál. La UAI eligió la letra P para los cometas periódicos y D para los cometas periódicos que se perdieron o que se rompieron en pedazos. Otras letras son C para cometas no periódicos, y X para cometas donde no conocemos sus órbitas. Utiliza la letra A para los objetos que la gente dice que son asteroides. Cada nombre comienza con un número, así que dos cometas tienen el mismo nombre.

Este fenómeno, que ocurre en la segunda temporada del Juego de los Tronos de fantasía medieval, nos tenía a todos preguntándonos: ¿se puede ver un cometa rojo?

Hablamos con Matthew Knight, un astrónomo del Lowell Observatory en Arizona que observa cometas. Nos dio algunas respuestas justo a tiempo para la tercera temporada de Juego de Tronos, que comienza el 31 de marzo. A primera vista, dijo, el color rojo del cometa no sería posible porque las emisiones más fuertes de los cometas están en las regiones azul y verde, principalmente de gases neutros como el hidróxido y el cianuro. Hay un tipo de emisión que se acerca al rojo, llamado “oxígeno prohibido”, que se produce cuando los átomos hacen una rara transición de energía entre estados de “excitación”. Pero es muy débil y de corta duración, escribió Knight.

La luz visible de un cometa proviene de una combinación de continuo solar reflejado (luz solar que se refleja en los granos de polvo) y emisión cometaria (moléculas de gas neutrales y/o ionizadas que emiten fotones a una longitud de onda particular). La luz del sol que se refleja en los granos de polvo básicamente se parece a la luz del sol y como el sol aparece amarillo/blanco, este componente no puede verse rojo.

Una pequeña advertencia es que debido a las propiedades físicas de los granos de polvo, el polvo de cometa a menudo en realidad “enrojece” ligeramente la luz solar cuando se mide con equipos sensibles. Sin embargo, este enrojecimiento está a un nivel muy bajo y no es suficiente para causar que la luz solar reflejada aparezca en un rojo profundo como en el Juego de Tronos. Las emisiones de cometas más fuertes en la región donde los ojos humanos pueden ver están en las regiones azules y verdes.

Entonces, ¿qué ingredientes necesita un cometa para parecerse al de Game of Thrones? Según Knight, tendría que cumplir estos criterios:

  • Ser visible a la luz del día, lo que en realidad sólo ocurre una vez al siglo;
  • Estar cerca del sol (supone que éste es, dada la rectitud de la cola);
  • Tienen una “composición extraña” que es diferente de todo lo que conocemos en el sistema solar. La composición podría ser ese oxígeno prohibido del que habló, procedente de un cometa cuyos hielos son el monóxido de carbono y el dióxido de carbono. Pero eso sería difícil, porque esos tipos de hielos no sobrevivirían mucho tiempo cuando se exponen a la luz solar.

Si realmente queremos pensar en una vena de ciencia ficción, Knight sugiere que tal vez el cometa podría ser inventado de manera impredecible:

Alternativamente podría ser algo completamente desconocido en la química cometaria o en el polvo, con propiedades realmente extrañas que causan un enrojecimiento mucho más fuerte de lo que se ve normalmente. En cualquier caso, la composición sería tan anómala que es casi seguro que este cometa se habría originado en otro sistema solar. Eso haría que los científicos de los cometas estuvieran muy interesados en estudiarlo.

Cometas que han pasado cerca de la tierra

Los cometas cercanos a la Tierra (NECs) son objetos en una órbita cercana a la Tierra con una cola o coma. Los núcleos de los cometas son típicamente menos densos que los asteroides pero pasan por la Tierra a velocidades relativas más altas, por lo que la energía de impacto del núcleo del cometa es ligeramente mayor que la de un asteroide de tamaño similar.

Los NECs pueden representar un peligro adicional debido a la fragmentación: las corrientes de meteoroides que producen las lluvias de meteoritos pueden incluir grandes fragmentos inactivos, efectivamente NEAs. Aunque ningún impacto de un cometa en la historia de la Tierra ha sido confirmado de manera concluyente, el evento de Tunguska puede haber sido causado por un fragmento de Comet Encke.

Los cometas se dividen comúnmente entre cometas de corto y largo período. Los cometas de período corto, con un período orbital de menos de 200 años, se originaron en el cinturón de Kuiper, más allá de la órbita de Neptuno; mientras que los cometas de período largo se originan en la Nube de Oort, en los confines exteriores del Sistema Solar.

La distinción del período orbital es importante en la evaluación del riesgo de los cometas cercanos a la Tierra porque es probable que se hayan observado CNE de corto plazo durante apariciones múltiples y por lo tanto sus órbitas pueden ser determinadas con cierta precisión, mientras que los CNE de largo plazo pueden ser vistos por primera y última vez cuando aparecieron durante la Era de la Ciencia, por lo tanto, sus enfoques no pueden predecirse con suficiente antelación.

Dado que la amenaza de los NECs de larga duración se estima en un máximo del 1% de la amenaza de las NEAs, y que los cometas de larga duración son muy débiles y por lo tanto difíciles de detectar a grandes distancias del Sol, los esfuerzos de Spaceguard se centraron consistentemente en asteroides y cometas de corta duración. CNEOS incluso restringe su definición de NECs a los cometas de corta duración – a partir del 10 de mayo de 2018, 107 tales objetos han sido descubiertos.

En marzo de 2018, sólo 20 cometas han pasado a 0,1 UA (15.000.000 km; 9.300.000 millas) de la Tierra, incluyendo 10 que son o han sido cometas de corta duración. Dos de estos cometas, Halley’s Comet y 73P/Schwassmann-Wachmann, han sido observados durante múltiples aproximaciones cercanas. El enfoque más cercano observado fue 0.0151 AU (5.88 LD) para el Cometa de Lexell el 1 de julio de 1770.

Después de un cambio de órbita debido a un acercamiento cercano a Júpiter en 1779, este objeto ya no es un NEC. El enfoque más cercano jamás observado para un NEC de corto plazo es 0.0229 AU (8.92 LD) para el cometa Tempel-Tuttle en 1366. Este cometa es el cuerpo padre de la lluvia de meteoritos de Leonid, que también produjo la Gran Tormenta Meteorológica de 1833.

Los cálculos orbitales muestran que el P/1999 J6 (SOHO), un débil cometa sungrazing y NEC de corto plazo confirmado, observó sólo durante sus acercamientos cercanos al Sol, pasó la Tierra sin ser detectado a una distancia de 0.0121 AU (4.70 LD) el 12 de junio de 1999.

El cometa 109P/Swift-Tuttle, que es también la fuente de la lluvia de meteoritos de Perséidas que golpea la Tierra cada año en agosto, tiene una órbita de aproximadamente 130 años que pasa cerca de la Tierra. Después del regreso del cometa en 1992, cuando sólo se han identificado los dos retornos anteriores en 1862 y 1737, los cálculos orbitales mostraron que el cometa pasaría muy cerca de la Tierra durante su próximo regreso en 2126, con un impacto dentro del rango de incertidumbre.

En 1993, se identificaron retornos aún más tempranos (al menos 188 d.C.), y el nuevo cálculo orbital eliminó el riesgo de impacto, prediciendo que el cometa pasaría la Tierra en 2126 a una distancia de 24 millones de kilómetros. En 3044, se espera que el cometa pase por la Tierra a menos de 1,6 millones de kilómetros.

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