La sonda espacial Solar Orbiter atravesó la cola del cometa Leonard

San Joaquín de Flores, 31 de enero de 2022

Durante varias horas del 17 de diciembre de 2021, la nave espacial, en una aproximación que hizo a Tierra, se encontró volando a través de la cola del cometa C/2021 A1 Leonard.

La nave espacial Solar Orbiter de las agencias espaciales ESA y NASA, de una manera premeditada, ha sobrevolado la cola del cometa Leonard. Esta clase de evento ha sido la primera vez que fue programada de antemano. Durante el evento, la nave espacial recopiló una gran cantidad de datos científicos que ahora esperan un análisis completo por parte de los astrónomos.

En el encuentro, Solar Orbiter obtuvo información sobre las partículas y el campo magnético presentes en la cola del cometa. Esto permitirá a los astrofísicos estudiar la forma en que el cometa interactúa con el viento solar: el viento variable de partículas y el campo magnético que emanan del Sol y barre todo nuestro sistema planetario.

Solar Orbiter: un laboratorio científico

La sonda Solar Orbiter se lanzó el 10 de febrero de 2020. Su misión es realizar mediciones detalladas de los niveles de radiación en las cercanías de la atmósfera solar, del viento solar, y efectuar observaciones de las regiones polares del Sol desde órbitas en latitudes suficientemente elevadas para una mayor visualización.

Fotograma capturado por Solar Orbiter del cometa Leonard entre los días 17 y 18 de diciembre de 2021.

Credit: ESA/NASA/NRL/SoloHI

En el momento de la intersección con la cola del cometa, Solar Orbiter estaba relativamente cerca de la Tierra debido que tuvo que realizar, el 27 de noviembre de 2021, una maniobra de asistencia por gravedad con nuestro planeta. Esto marcó el comienzo de la fase científica de la misión y colocó a la nave espacial en curso para su aproximación al Sol, que será en marzo de 2022. La nave espacial, cuando atravesó la cola del cometa, estaba a solo 460 kilómetros sobre el norte de África y las Islas Canarias. Esto es casi tan cerca como la órbita de la Estación Espacial Internacional. Durante el sobrevuelo, Solar Orbiter debió atravesar las nubes de desechos espaciales que rodean nuestro planeta. Esta maniobra de sobrevuelo fue la más arriesgada hasta ahora que haya sufrido una misión científica espacial.

Un encuentro previsto

Un cometa es un cuerpo celeste constituido por polvo y rocas, que siguiendo diferentes trayectorias curvas: elípticas, hiperbólicas o parabólicas, orbita alrededor del Sol. Cuando se acerca a éste, despliega una cola o coma, como consecuencia de la sublimación de sus gases congelados, que puede llegar a alcanzar cientos de miles de kilómetros de longitud.

El cometa Leonard (C/2021 A1) fue descubierto el día 3 de enero de 2021. Es una masa de polvo espacial, hielo y rocas, de aproximadamente 1 kilómetro de diámetro, orbitando al Sol casi cada 800 siglos, por lo que nunca más volveremos a verlo. En su camino hacia el Sol, cuando la nave espacial atravesó su cola, su núcleo estaba a 44,5 millones de kilómetros de distancia, cerca del planeta Venus, pero su larga cola se extendía por el espacio hasta la órbita de la Tierra.

El cruce entre ambos objetos había sido previsto por Samuel Grant, un estudiante de posgrado del “University College London”. Lo logró adaptando un programa informático existente que comparaba las órbitas de las naves espaciales con las de los cometas, incluyendo los efectos que produce el viento solar sobre la forma de la cola de estos.

“Lo ejecuté con el cometa Leonard y Solar Orbiter aplicando algunas consideraciones sobre la velocidad del viento solar. Y fue entonces cuando vi que, incluso para un rango bastante amplio de velocidades del viento solar, parecía que habría un cruce”, dijo.

Observando el cometa Leonard desde todos los ángulos

Credit: G. Jones y S. Grant (UCL)

El gráfico muestra las posiciones relativas aproximadas de los planetas, el cometa Leonard y la nave espacial Solar Orbiter el 17 de diciembre de 2021 (no está a escala).

A medida que un cometa se mueve por el espacio, se va envolviendo en el campo magnético del Sol que hay a su alrededor. Este campo magnético es transportado por el viento solar, y va creando discontinuidades en el cometa: la polaridad del campo magnético va cambiando bruscamente de Norte a Sur y viceversa.

Además de los datos sobre las partículas del viento solar, Solar Orbiter también adquirió imágenes del cometa. Pudo realizar observaciones en ultravioleta: vio la emisión de radiación emitida por el hidrógeno, y pudo medir la polarización de la luz visible. Durante los días 15 y 16 de diciembre, capturó también el núcleo distante del cometa simultáneamente en luz visible y ultravioleta. Estas imágenes ahora están siendo analizadas por el equipo del Solar Orbiter

«Las imágenes de luz visible pueden indicar la velocidad a la que el cometa está expulsando polvo, mientras que las imágenes ultravioletas pueden dar la tasa de producción de agua», dijo Alain Corso, co-investigador de este proyecto, en el “Istituto di Fotonica e Nanotecnologie, Padova” (Italia).

El encuentro de las colas de cometas con naves espaciales son eventos excepcionales. De los que se han detectado, la mayoría han sido después de que se hubo producido el evento.  Solar Orbiter también cruzó la cola del cometa fragmentado C/2019 Y4 ATLAS entre mayo y junio de 2020, poco después de su lanzamiento, pero el encuentro no había sido previsto, por lo que no se pudieron realizar observaciones de mayor transcendencia.

Secuencia de imágenes del cometa Leonard, el 7 de diciembre de 2021, a su paso entre Tierra y Venus

Credit; NASA/USNRL/G.Stenborg/K.Battams

Comet Interceptor: un cazador de cometas

Esta experiencia ayudará a los astrónomos para la próxima misión Comet Interceptor de la ESA. El objetivo de esta misión será visitar un cometa aún por determinar, haciendo un sobrevuelo del objetivo con tres naves espaciales para crear un perfil 3D del objeto que sobreviviera desde el amanecer del Sistema Solar y contuviera material en estado primigenio.

Comet Interceptor se prevé lanzarlo, como co-pasajero de la nave espacial Ariel:  un estudio de exo-planetas de la ESA, en 2028. Ambas misiones llegarán al punto de gravitación estable L2 (donde se encuentra el telescopio espacial James Webb), allí esperará hasta que se elija el objetivo más adecuado, utilizando su propio sistema de propulsión.

La nave espacial, compuesta por tres elementos, esperará en L2 a un objetivo adecuado, luego viajarán juntos hasta su destino. Unas semanas antes de interceptar el cometa los tres módulos se separarán para realizar su exploración. Cada módulo estará equipado con una carga útil científica complementaria, que proporcionará diferentes perspectivas del núcleo del cometa y su entorno de gas, polvo y plasma. Tales mediciones ‘multipunto’ mejorarán en gran medida la información 3D necesaria para comprender la naturaleza dinámica de los cometas prístinos, mientras interactúa con el entorno del viento solar en su constante evolución.

Ubicación del punto Lagrangiano (L2)

ESA

Comet Interceptor apuntará a un cometa que visitará el Sistema Solar interior por primera vez, tal vez desde la gran nube de Oort que rodea los confines exteriores del reino del Sol. Como tal, el cometa contendrá material que no ha sufrido muchas transformaciones desde el amanecer del Sol y los planetas. Por lo tanto, esta misión ofrecerá una nueva visión de la evolución de los cometas a medida que migran hacia el interior desde la periferia del Sistema Solar.

Desde los confines de nuestro sistema solar

En la siguiente ilustración se muestran los dos reservorios principales de cometas del Sistema Solar: el Cinturón de Kuiper, a una distancia de 30 a 50 unidades astronómicas (UA) del Sol (1 UA es la distancia entre la Tierra y el Sol: 150 millones de kilómetros); y la Nube de Oort, que puede extenderse entre 50.000–100.000 AU del Sol.

El cinturón de Kuiper y la nube de Oort

Credit ESA

El cometa Halley se originó en la Nube de Oort, mientras que 67P/Churyumov–Gerasimenko (otro de los cometas recientemente estudiado, foco de la misión Rosetta de la ESA), proviene del Cinturón de Kuiper. El cometa 67P, con una sonda ya inoperativa sobre su superficie, se encuentra ahora en una órbita de 6,5 años alrededor del Sol entre las órbitas de la Tierra y Marte en su punto más cercano y justo más allá de Júpiter en su punto más lejano

Los cometas, en sus largos viajes espaciales, transportan cantidades ingentes de agua, metano, amoniaco, otros compuestos químicos y elementos orgánicos necesarios para el desarrollo de la vida tal y como la conocemos. Son objetos espaciales formados en los inicios de nuestro sistema solar, muchos de ellos en estado primario. De ahí la importancia de su estudio pormenorizado

José Mª Moreno Ibáñez

AC 19.52

Referencias:

https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Solar_Orbiter/Solar_Orbiter_catches_a_second_comet_by_the_tail

https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Solar_Orbiter/Solar_Orbiter_returns_to_Earth_before_starting_its_main_science_mission

Compartir

Sobre el autor

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *