Astrónomos utilizando el Telescopio Espacial Hubble de la NASA han encontrado evidencia de que la rotación de un pequeño cometa se ralentizó e incluso invirtió su dirección, ofreciendo un ejemplo dramático de cómo la actividad volátil puede afectar la rotación y la evolución física de los pequeños cuerpos del sistema solar. Esta es la primera vez que los investigadores observan evidencia de un cometa invirtiendo su giro.
El objeto, cometa 41P/Tuttle-Giacobini-Kresák, o 41P en resumen, probablemente se originó en el Cinturón de Kuiper y fue lanzado a su trayectoria actual por la gravedad de Júpiter, visitando ahora el sistema solar interior cada 5.4 años.
Después de su acercamiento al Sol en 2017, los científicos descubrieron que el cometa 41P experimentó una desaceleración drástica en su rotación. Datos del Observatorio Neil Gehrels Swift de la NASA en mayo de 2017 mostraron que el objeto giraba tres veces más lento que en marzo de 2017, cuando fue observado por el Telescopio Discovery Channel en el Observatorio Lowell en Arizona.
Un nuevo análisis de observaciones de seguimiento del Hubble ha revelado que el giro de este cometa dio un giro aún más inusual.
Las imágenes del Hubble de diciembre de 2017 detectaron que el cometa giraba mucho más rápido nuevamente, con un período de aproximadamente 14 horas, en comparación con las 46 a 60 horas medidas por Swift. La explicación más simple, según los investigadores, es que el cometa continuó ralentizándose hasta que casi se detuvo, y luego fue forzado a girar en la dirección casi opuesta por los chorros de gas en su superficie.
El artículo científico que detalla este hallazgo fue publicado el jueves en The Astronomical Journal.
Esta representación artística muestra el cometa 41P, un pequeño cometa de la familia Júpiter, a medida que se acercaba al Sol y los gases congelados comenzaban a sublimarse y expulsar material al espacio.
Ilustración: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)
Núcleo pequeño y temperamental
El Hubble también restringe el tamaño del núcleo del cometa, midiendo aproximadamente 0.6 millas de diámetro (alrededor de un kilómetro), o aproximadamente tres veces la altura de la Torre Eiffel.
Este es un tamaño especialmente pequeño para un cometa, lo que facilita su torsión.
A medida que un cometa se acerca al Sol, el calor hace que los hielos congelados se sublimen, liberando material al espacio.
“Los chorros de gas que fluyen desde la superficie pueden actuar como pequeños propulsores”, dijo el autor del artículo, David Jewitt, de la Universidad de California en Los Ángeles. “Si esos chorros están distribuidos de manera desigual, pueden cambiar drásticamente la forma en que un cometa, especialmente uno pequeño, gira.”
El cometa giraba originalmente en una dirección, pero los chorros de gas que empujaban contra ese movimiento lo ralentizaron gradualmente. Debido a que los chorros continuaron empujando, finalmente hicieron que el cometa comenzara a girar en la dirección opuesta.
“Es como empujar un tiovivo”, dijo Jewitt. “Si está girando en una dirección, y luego lo empujas en contra, puedes ralentizarlo e invertirlo.”
Evidencia de rápida evolución
El estudio también muestra que la actividad general del cometa ha disminuido significativamente desde retornos anteriores. Durante su paso por el perihelio en 2001, 41P fue inusualmente activo para su tamaño. Para 2017, su producción de gas había disminuido aproximadamente una magnitud.
Este cambio sugiere que la superficie del cometa puede estar evolucionando rápidamente, posiblemente a medida que los materiales volátiles de la superficie se agotan o se cubren con capas de polvo aislante.
La mayoría de los cambios en la estructura de los cometas ocurren durante siglos o más. Los rápidos cambios rotacionales observados en el cometa 41P brindan una rara oportunidad para presenciar procesos evolutivos que se desarrollan en una escala de tiempo humana.
El modelado basado en los pares de torsión y las tasas de pérdida de masa medidos sugiere que los continuos cambios rotacionales podrían eventualmente conducir a una inestabilidad estructural para el cometa 41P. Si un cometa gira demasiado rápido, las fuerzas centrífugas pueden superar su débil gravedad y resistencia, lo que podría provocar la fragmentación o incluso la desintegración.
“Espero que este núcleo se autodestruya muy rápidamente”, dijo Jewitt.
Sin embargo, el cometa 41P probablemente ha ocupado su órbita actual durante aproximadamente 1,500 años.
Esta representación artística muestra el cometa 41P a medida que se acercaba al Sol y los gases congelados comenzaban a sublimarse de la superficie del cometa. Esta animación solo representa un chorro, pero este cometa puede tener múltiples corrientes de material expulsándose al espacio. Este chorro está empujando contra el giro del cometa, luego forzándolo en la dirección opuesta. También se muestran pequeños fragmentos del cometa expulsándose al espacio.
Animación: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)
Hallazgo en archivos
El Hubble ha estado recopilando datos de imágenes y espectroscópicos de todo el cosmos durante más de 35 años, y todas esas observaciones están disponibles en el Mikulski Archive for Space Telescopes, un repositorio central para datos de más de una docena de misiones astronómicas, incluido el Hubble.
Jewitt encontró estas observaciones mientras navegaba por el archivo y se dio cuenta de que aún no se habían analizado.
Al poner los datos científicos de la NASA a disposición de todos, las observaciones realizadas hace años, o incluso décadas, pueden revisitarse para responder a nuevas preguntas científicas. En muchos casos, los científicos continúan haciendo descubrimientos no solo con nuevas observaciones, sino también extrayendo datos del archivo construido a lo largo de décadas de exploración espacial.
El Telescopio Espacial Hubble ha estado en funcionamiento durante más de tres décadas y continúa haciendo descubrimientos innovadores que dan forma a nuestra comprensión fundamental del universo. El Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA (Agencia Espacial Europea). El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, administra el telescopio y las operaciones de la misión. Lockheed Martin Space, con sede en Denver, también apoya las operaciones de la misión en Goddard. El Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial en Baltimore, operado por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía, lleva a cabo operaciones científicas del Hubble para la NASA.
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Cometa 41P (Concepto artístico)
Esta representación artística muestra el cometa 41P, un pequeño cometa de la familia Júpiter, a medida que se acercaba al Sol y los gases congelados comenzaban a sublimarse y expulsar material al espacio.
Animación de la inversión del cometa 41P
Esta representación artística muestra el cometa 41P a medida que se acercaba al Sol y los gases congelados comenzaban a sublimarse de la superficie del cometa. Esta animación solo representa un chorro, pero este cometa puede tener múltiples corrientes de material expulsándose al espacio.
