67P/C-G: máximo de brillo y coma de gases

La última actualización de la campaña profesional de observación terrestre del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko con las aportaciones de los astrónomos: Colin Snodgrass, Alan Fitzsimmons, Cyrielle Opitom y Emmanuel Jehin.

Mientras que Rosetta hizo una excursión lejana a 1.500 km del cometa para obtener una visión más amplia de la coma y del ambiente de plasma desarrollado durante finales de Septiembre o principios de Octubre.

La siguiente imagen fue tomada el 30 de Septiembre, el mismo día que la sonda Rosetta alcanzó su distancia más alejada del cometa durante esta excursión. Para ayudar a poner las cosas en perspectiva, en la segunda imagen se muestran dentro de la coma a “dos puntos rojos”: la marca del lado derecho corresponde al núcleo, mientras que el punto a mano izquierda se ubica aproximadamente a unos 1.500 kilometros en dirección solar y muestra aproximadamente donde estaba ubicada la sonda Rosetta en el momento en que se hicieron estas observaciones terrestres.

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Foto de 20 segundos de exposición en Banda R del cometa 67P/C-G utilizando el Telescopio Liverpool el 30 de Septiembre de 2015. En la imagen se han marcado dos puntos rojos para indicar la posición del núcleo y de Rosetta, que estaba separado del núcleo por 1.500 kilometros sobre la hora de la toma fotográfica. El cometa estaba el 30/9 a unos 205 millones de kilómetros del Sol. El campo de visión es de aproximadamente 4,5 x 2,8 arcominutos, 270.000 x 170.000 kilometros. Crédito: Alan Fitzsimmons / Liverpool Telescopio.

Pico máximo de brillo
Los astrónomos terrestres han estado analizando el brillo del cometa después del perihelio, que es el punto más cercano al Sol a lo largo de su órbita, que aconteció el 13 de Agosto. Basado en mediciones realizadas con el telescopio TRAPPIST de 60 cm de diámetro situado en el Observatorio de La Silla en Chile, el cometa pareció mostrar el máximo de brillo a finales de Agosto. De hecho, por datos obtenidos por el mismo telescopio el 31 de Agosto indican una tasa de producción de polvo del núcleo correspondiente a aproximadamente 1.000 kg por segundo. El brillo máximo ese mismo día se midió en magnitud 12 (aproximadamente 250 veces inferior a las estrellas más débiles visibles a ojo desnudo sin ayuda de telescopio). Puesto que la tasa de producción de polvo del máximo se mide el 31 de Agosto, el conjunto de la actividad ya ha habría disminuido constantemente, siguiendo la tendencia prevista de observaciones del 67P/C-G durante las anteriores pasajes por el perihelio (ver Snodgrass et al en 2013).

¿Cuánta masa pierde el cometa?
Usando la tasa de pérdida de polvo de 1000 kg/seg, y conocer algunos parámetros básicos de las características del cometa, podemos hacer algunas estimaciones en cuanto a la cantidad de la superficie del cometa que se esta eliminado en este máximo.
El cálculo asume que la densidad del cometa es alrededor de 500 kg/m^3 y considera que la superficie es idealizada como una esfera de 4 km de diámetro (5,0 x 10^7 metros cuadrados).

Basado en las mediciones en el pre-perihelio tomados por Rosetta indican la tasa de producción polvo/gas fue de aproximadamente 4, lo que significa más o menos 80% del material que se pierde es “polvo”, con el resto dominado por el agua e hielos de CO y CO2.
(Hay que tener en cuenta que al momento de esta publicación fue estimado en 3, aunque faltan analizar los datos actuales para asegurarlo.)

En cualquiera de los dos casos, ya sea el uso del valor de 3 y 4 respectivamente, la tasa global de pérdida de masa en su pico máximo es de aproximadamente entre 100.000 a 115.000 toneladas por día.

Por supuesto, que no es una cantidad enorme si es comparada con la masa total del cometa, que es de unas 10.000 millones de toneladas. Pero sin embargo, un cálculo muy simple revela, por ejemplo, que el cometa ha perdido continuamente durante estos 100 días, correspondería a una erosión o remoción de 0,4 a 0,5 metros de su superficie. Una vez que Rosetta pueda regresar a distancias cercanas -sin riesgos de impacto- entonces revelará más detalles de cómo ha cambiado la superficie del cometa después del paso por el perihelio.

Considerando la coma del cometa y la vista de primeros planos desde la ventajosa posición de Rosetta, se han observado varios eventos de arrebato de brillo (outburst) y cientos de chorros o jets procedentes del núcleo de 67P/CG. No es posible distinguir directamente estas características desde los observatorios terrestres, pero el procesamiento de estas imágenes revelan ciertas asimetrías claras en el estado de coma (ver imagen). La combinación de los puntos de vista de las grandes imágenes obtenidas por telescopios terrestres con el estudio cercano de Rosetta de los chorros y arrebatos individuales de brillo, ayudarán a los científicos a un mejor conocimiento y comprensión de estos eventos cometarios.

El cometa 67P/C-G visto por el telescopio Liverpool el 8 de Octubre. El Sol se encuentra a la izquierda del cometa y los efectos de la presión de radiación solar pueden verse claramente en el polvo para formar la cola principal que se mueve hacia la derecha. Imagen derecha: tratamiento para eliminar la parte simétrica del perfil de la coma y permite ver las estructuras asimétricas en la región más densa de la coma, incluyendo un exceso de polvo que está siendo doblado por la presión de radiación solar. Fotografía: Alan Fitzsimmons / Colin Snodgrass / telescopio Liverpool.

El cometa 67P/C-G visto por el telescopio Liverpool el 8 de Octubre. El Sol se encuentra a la izquierda del cometa y los efectos de la presión de radiación solar pueden verse claramente en el polvo para formar la cola principal que se mueve hacia la derecha. Imagen derecha: tratamiento para eliminar la parte simétrica del perfil de la coma y permite ver las estructuras asimétricas en la región más densa de la coma, incluyendo un exceso de polvo que está siendo doblado por la presión de radiación solar. Fotografía: Alan Fitzsimmons / Colin Snodgrass / telescopio Liverpool.

 

Coma de gases

Así como es estudiado el brillo y estructuras de la coma, los astrónomos también están ocupados analizando la composición química de los gases de coma.
Estos gases son iluminadas por la luz solar y se muestran en diferentes longitudes de onda y esto es en función de su composición química, lo que permite identificar y medir usando un espectrógrafo, que descompone la luz en sus longitudes de onda constituyentes (como se puede ver con un prisma).

Ahora que el cometa es relativamente brillante, se utilizan muchos telescopios equipados con espectrógrafos para medir la composición de la coma y las tasas de producción relativa de gases.

Uno de esos gases monitoreados regularmente por el espectrómetro LOTUS es el ciano-radical CN, referido a menudo como cianógeno, el nombre por su forma molecular (CN2). CN es un gas tóxico y fluorescente en longitudes de onda azul y cerca del UV, así como en el rojo. El CN en la coma de un cometa se cree que se produce cuando lo gases tóxicos de cianuro de hidrógeno (HCN) está disociado (roto en aparte) por la luz solar, y es uno de los gases más ampliamente estudiados en cometas, dando cierta medida de los niveles cambiantes de su actividad. Otros gases comúnmente vistos en la coma de los cometas son a los radicales CH, C3 y C2, y este último brillante en longitudes de onda en el verde. Otro componente importante es el radical OH, producida cuando los fotones solares ultravioleta dividen las moléculas del agua, de los cuales los cometas tienen un montón.

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Espectro de 10 minutos del cometa 67P/C-G usando el William Herschel Telescope el 20 de Agosto de 2015. La línea roja muestra la parte del espectro debido a la luz solar reflejada por los granos de polvo en la coma. El espectro se ha corregido por la absorción dependiente de la longitud de onda causada por la atmósfera y para los efectos instrumentales. Créditos: Alan Fitzsimmons/WHT.

 

Fuente: http://blogs.esa.int/rosetta/2015/10/28/cometwatch-from-earth-peak-brightness-and-coma-gases/

Acerca de Luis Mansilla

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

Publicado el 02/11/2015 en Actividad en el 67P/C-G, Estudios del 67P y etiquetado en . Guarda el enlace permanente. Comentarios desactivados en 67P/C-G: máximo de brillo y coma de gases.

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