Una rara oportunidad de escudriñar el chorro de un cometa

El 3 de julio de 2016, cuando el cometa 67P envió un chorro de polvo al espacio, los 5 instrumentos a bordo de la nave espacial Rosetta en órbita pudieron grabar el evento. Esta imagen muestra el penacho de polvo, que se originó en la región de Imhotep en el cometa. Imagen a través de ESA / Rosetta / UPD / LAM / IAA / SSO / INTA / UPM / DASP / IDA / MPS.

El Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar (MPS) en Alemania informó el 26 de octubre de 2017 sobre el análisis de los científicos de un chorro de polvo colocado muy convenientemente que había surgido del cometa 67P / Chruyumov-Gerasimenko un año antes. La nave espacial Rosetta de la ESA, que estaba en órbita alrededor del cometa en ese momento, pasó por casualidad a través del avión y pudo usar los cinco instrumentos para registrarlo. El análisis posterior de esta mina de oro de datos de Rosetta ahora está completo. Los científicos dijeron que reveló un proceso más complejo que impulsaba los chorros de cometas de lo que se suponía anteriormente.

Se sabía que los chorros de los cometas son impulsados ​​por la sublimación de agua congelada, el proceso por el cual un sólido se convierte en gas sin pasar por una etapa líquida. Pero, además, estos científicos dijeron:

... otros procesos aumentan los brotes. Los posibles escenarios incluyen la liberación de gas a presión almacenado debajo de la superficie o la conversión de un tipo de agua congelada en uno energéticamente más favorable.

El análisis del jet del 3 de julio de 2016 de 67P ahora se ha publicado en la revista revisada por pares Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .

Antes de la nave espacial Rosetta, ¿quién sabía que los cometas podrían verse así? Este es el cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko, también conocido como Chury, a través de Rosetta.

Gracias a Rosetta, los investigadores habían descubierto previamente un ciclo de actividad día-noche en el cometa 67P. El "día" del cometa, es decir, su ciclo día-noche (una sola rotación en su eje) dura aproximadamente 12.4 horas. Los datos de Rosetta habían demostrado que, a medida que el cometa gira y el sol sale y brilla en cada parte nueva del cometa, es más probable que esa área produzca chorros. Una declaración de MPS explicó:

Cuando salió el sol sobre la región Imhotep del cometa Rosetta el 3 de julio de 2016, todo estaba bien: a medida que la superficie se calentó y comenzó a emitir polvo al espacio, la trayectoria de Rosetta llevó la sonda a través de la nube. Al mismo tiempo, la vista del sistema de cámara científica OSIRIS casualmente se centró precisamente en la región de la superficie del cometa de donde se originó la fuente. Un total de cinco instrumentos a bordo de la sonda pudieron documentar el estallido en las siguientes horas.

Jessica Agarwal de MPS dirigió el estudio. Ella dijo:

Este fue un sorprendente golpe de suerte. Es imposible planificar algo como esto.

Antes de este evento, la nave espacial había sido capaz de apuntar quizás uno de sus instrumentos, desde lejos, hacia un avión en erupción en 67P. Agarwal dijo:

A partir de los extensos datos de medición del 3 de julio de 2016, pudimos reconstruir el progreso y las características del estallido tan detallado como nunca antes.

El penacho de polvo del 3 de julio de 2016 fue visto dentro de la depresión llena de hielo cerca de la gran roca cerca de la parte inferior de esta imagen. La imagen es un compuesto de color falso, donde los parches azul pálido resaltan la presencia y la ubicación del hielo de agua. Imagen vía ESA / Rosetta / UPD / LAM / IAA / SSO / INTA / UPM / DASP / MPS.

Los investigadores pudieron ver el punto de partida del avión como un área circular en el cometa, de unos 30 pies (10 metros) de diámetro, y ubicado dentro de una depresión en la superficie del cometa. Como muestran los datos, esta área contiene agua congelada en la superficie. En general, los científicos suponen que los gases congelados en la superficie de un cometa, como el agua, son responsables de la producción de polvo.

Sin embargo, el nuevo estudio muestra que la sublimación del hielo de agua por sí solo no puede explicar el evento del 3 de julio de 2016. La producción de polvo de esta región se midió a aproximadamente 40 libras por segundo (18 kilogramos por segundo) y, por lo tanto, el El chorro es mucho más polvoriento de lo que los modelos convencionales habían predicho. Agarwal explicó:

Debe estar en juego un proceso energético adicional se debe haber liberado energía de debajo de la superficie para soportar el penacho.

La declaración de los científicos profundizó más:

Es concebible, por ejemplo, que debajo de la superficie del cometa haya cavidades llenas de gas comprimido. Al amanecer, la radiación comienza a calentar la superficie suprayacente, se desarrollan grietas y el gas escapa. Según otra teoría, los depósitos de hielo amorfo debajo de la superficie juegan un papel decisivo. En este tipo de agua congelada, las moléculas individuales no están alineadas en una estructura reticular, como es habitual en el caso del hielo cristalino, sino que están dispuestas de manera mucho más desordenada. Dado que el estado cristalino es energéticamente más favorable, se libera energía durante la transición del hielo amorfo al cristalino. La entrada de energía a través de la luz solar puede comenzar esta transformación.

[Sin embargo], aún no está claro exactamente qué proceso tuvo lugar el 3 de julio de 2016.

Matt Taylor, científico del proyecto Rosetta en la ESA, dijo:

Ahora hay un enfoque particular dentro de la comunidad científica de Rosetta en buscar combinar datos de 67P con modelado, simulaciones y trabajo de laboratorio aquí en la Tierra, para abordar la cuestión de qué impulsa tal actividad en los cometas.

Aquí hay una selfie de la nave espacial Rosetta con el cometa 67P / Churyumov – Gerasimenko en segundo plano tomada por la cámara CIVA a bordo del Philae Lander el 7 de septiembre de 2014. La nave espacial y el cometa estaban separados por aproximadamente 31 millas (50 km) en ese momento. Se tomaron dos cuadros y se fusionaron debido al alto contraste. Imagen vía ESA / Rosetta / Philae / CIVA. Lea más sobre esta imagen.

En pocas palabras: estallidos de polvo de los cometas aparecen sin previo aviso. Pero el 3 de julio de 2016, cuando el cometa 67P entró en erupción con una nube de polvo, la nave espacial en órbita Rosetta pasó a través de la nube de polvo.

Via Instituto Max Planck para Estudios del Sistema Solar