Detectan argón en el 67P/C-G

ROSINA DETECTA ARGÓN EN EL COMETA 67P/CHURYUMOV-GERASIMENKO

El gas noble argón ha sido detectado en la coma del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko por primera vez, gracias al espectrómetro de masas ROSINA a bordo de Rosetta. Su detección permite a los científicos comprender los procesos que actúan durante la formación del cometa y es un elemento más para el debate acerca del papel de los cometas en el transporte de varios “ingredientes” a la Tierra.

Los nuevos resultados aparecen en  Science Advances y describen datos recogidos en los días 19, 20, 22 y 23 de octubre de 2014, cuando el cometa se encontraba a alrededor de 465 millones de kms (3.1 UA) del Sol y Rosetta estaba en una órbita de 10 kms. alrededor del mismo.

%ESA_Rosetta_NAVCAM_141020_montagejpg-1024x1024

Montaje de cuatro imágenes NavCam del cometa 67P/C-G tomadas el 20 de octubre de 2014, durante el periodo de tiempo de las mediciones de ROSINA reportadas. Las imágenes fueron tomadas a alrededor de 7,4 kms. de la superficie del cometa. Créditos: ESA / Rosetta / NavCam

Durante el tiempo que estuvo cerca del cometa, el instrumento ROSINA fue capaz de hacer un inventario de los componentes clave de su coma, con muchos ingredientes ya reportados. La determinación de la composición química de los cometas es un paso necesario para la comprensión de su papel en la llegada del agua y otros ingredientes a los planetas interiores durante la historia temprana del Sistema Solar.

Los llamados gases nobles (helio, neón, argón, criptón, xenón, y radón) rara vez reaccionan químicamente con otros elementos para formar moléculas, generalmente permanecen en un estado atómico estable, representativo del entorno de una estrella joven en la que nacen planetas, cometas y asteroides.

Además, su abundancia y composición isotópica se pueden comparar con los valores conocidos para la Tierra y Marte, y con los del viento solar y los meteoritos, por ejemplo. La abundancia relativa de gases nobles en las atmósferas de los planetas terrestres es controlada en gran medida por la evolución temprana de los planetas, incluida la emisión de gases a través de procesos geológicos, pérdidas atmosféricas y/o la llegada por bombardeo de asteroides o cometas. Así, el estudio de los gases nobles en los cometas también puede proporcionar información sobre estos procesos.

Sin embargo, los gases nobles se pierden muy fácilmente a través de la sublimación, y así esta primera detección de argón en el cometa 67P/CG es un descubrimiento clave. No sólo eso, sino que también es un paso importante en la determinación de si los cometas de este tipo desempeñaron un papel significativo en el inventario de gases nobles de los planetas terrestres.

%Argon-spectra

Espectros de masa ROSINA-DFMS que identificaron los dos isótopos del 36Ar y 38Ar en octubre de 2014, junto con otros gases. La resolución extrema de DFMS es un requisito previo para la separación y la identificación de los dos isótopos de argón. El espectro de fondo de la nave espacial se obtuvo el 2 de agosto de 2014, antes de que la señal cometa se hiciera evidente. (m / z) = masa / carga. Los datos son de Balsiger et al (2015).

Los científicos que analizan los datos del Double Focusing Mass Spectrometer (DFMS) de ROSINA identificaron argón junto con otros gases en los espectros de la coma del cometa 67P/CG en octubre de 2014. Identificaron 36Ar y 38Ar, produciendo una relación isotópica de 36Ar / 38Ar de 5.4 ± 1.4, que es compatible con los valores del Sistema Solar; para la Tierra esta relación isotópica es de 5,3, mientras que para el viento solar es 5,5.

La abundancia relativa de argón respecto a otros gases también se investigó. Por ejemplo, la abundancia de argón en relación con el vapor de agua se determinó que era entre 0,1 x 10 ^ -5 y 2,3 x 10 ^ -5, siendo el rango de los valores medidos debido a la iluminación solar variable, lo que influye en la velocidad de la sublimación del agua en diferentes partes del núcleo del cometa.

“A pesar de que la señal de argón es muy baja en general, este inequívoca primera detección in situ de un gas noble en el cometa demuestra la impresionante sensibilidad de nuestro instrumento”, dice la profesora Kathrin Altwegg, investigadora principal del instrumento ROSINA en la Universidad de Berna .

“La proporción de argón con el agua variaba en un factor de más de 20. Mientras que el argón muy volátil puede escapar bajo cualquier condición, la sublimación del agua depende fuertemente de la cantidad de luz solar que es recibida, y así con la relación argón-agua “, explica el profesor Hans Balsiger, también de la Universidad de Berna, y autor principal del artículo que informa sobre el descubrimiento.

“En contraste, la abundancia relativa de argón a nitrógeno molecular es bastante estable – explica por el hecho de que el argón y nitrógeno tienen volatilidades altas similares.”

Aunque la proporción medida en el cometa de argón y agua varía bastante, todavía tiene consecuencias para responder a la pregunta de si los cometas transportaron agua a la Tierra. Esto se debe a que la proporción de argón y agua en la Tierra es sólo 6.5 x 10–8, varios órdenes de magnitud por debajo de la observada en 67P/C-G.

“El contenido relativamente alto de argón del cometa 67P/C-G comparado con el de la Tierra es un argumento en contra de la hipótesis de un origen cometario para el agua terrestre, de una manera independiente a un descubrimiento similar indicado por un resultado anterior de ROSINA sobre la proporción de deuterio e hidrógeno en 67P/C-G”, comenta Hans Balsiger, director del estudio.

La detección de argón también se puede utilizar para conocer las condiciones en las que el cometa se formó.

“El argón que detectamos viene desde el interior del núcleo helado del cometa; la naturaleza de ese hielo – cómo, cuándo y dónde se formó – determina cómo captura y posteriormente libera los gases que estamos midiendo “, dice Kathrin.

Las dos formas más simples de hielo son cristalina y amorfa. Estas se forman a diferentes temperaturas y presiones, capturando y liberando gases de diferentes maneras. Argón, nitrógeno, monóxido de carbono, junto con los más pesados gases nobles criptón y xenón son particularmente útiles para distinguir entre las diversas posibilidades, ya que permanecen en el mismo estado que cuando se incorporaron primero en el cometa.

Los modelos pueden ser utilizados para predecir con qué facilidad se incorporaron gases altamente volátiles en los granos de hielo que crecieron a baja temperatura en la nebulosa protosolar. Estos modelos muestran que la alta abundancia de argón en el cometa 67P/C-G y la buena correlación con el nitrógeno son a la vez coherentes con la formación del cometa en los fríos límites exteriores del Sistema Solar.

Casi un año ha pasado desde que se recogieron los datos del argón. Ahora que el cometa ha pasado el perihelio, el punto más cercano al Sol a lo largo de su órbita, la densidad de la coma ha aumentado considerablemente, lo que implica que la búsqueda de gases aún más raros es posible.

Sin embargo, el aumento de la actividad de 67P/C-G significa que Rosetta no puede volar cerca del cometa sin caer en problemas de navegación, por lo que está operando a distancias superiores a los 350 kms. del núcleo del cometa: esta semana se ha embarcado en una trayectoria que la llevará a 1500 kms. con el fin de estudiar en perspectiva amplia la coma y el entorno de plasma.

El equipo ROSINA, por tanto, está ansiosamente esperando que Rosetta retorne para volver a distancias más cercanas mientras la actividad decrece en los próximos meses, con el fin de continuar con su investigación de los gases nobles – incluyendo la búsqueda de criptón y xenón – para añadir nuevas perspectivas sobre el papel desempeñado por los cometas en la presencia de estos ingredientes a la Tierra.

%ESA_Rosetta_NAVCAM_20150921_enhanced

Cuadro único mejorado de la NavCam del cometa 67P/CG tomado el 21 de septiembre de 2015. Créditos: ESA / Rosetta / NavCam – CC BY-SA 3.0 IGO

Fuente: http://blogs.esa.int/rosetta/2015/09/25/rosina-detects-argon-at-comet-67pc-g/


Trabajo de Traducción de Alberto Anunziato (Paraná, Entre Rios, Argentina). Colaborador de la Sección Cometas de la LIADA.

Acerca de Luis Mansilla

Espacio dedicado al estudio y observación de estos Cuerpos Menores del Sistema Solar.

Publicado el 29/09/2015 en Actividad en el 67P/C-G, Detectan Argón en el 67P y etiquetado en , , , . Guarda el enlace permanente. Comentarios desactivados en Detectan argón en el 67P/C-G.

Los comentarios están cerrados.

A %d blogueros les gusta esto: