El interior del Churyumov Gerasimenko

EL INTERIOR DEL COMETA DE ROSETTA

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Mosaico de Imágenes del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko tomadas por la NAVCAM entre agosto y noviembre de 2014. Crédito: ESA/Rosetta/NAVCAM – CC BY-SA IGO 3.0

No hay grandes cavernas en el interior del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. La misión Rosetta de la ESA ha realizado mediciones que lo demuestran claramente, dando solución a un misterio de muchos años.

Los cometas son restos de hielo de la formación de los planetas hace 4.600 millones de años. Hasta ahora un total de ocho cometas han sido visitados por sondas espaciales y, gracias a estas misiones, hemos construido una imagen de las propiedades básicas de estas cápsulas del tiempo cósmicas. Aunque se han contestado algunas preguntas, otros permanecen sin respuesta.

Los cometas son una mezcla de polvo y hielo que, de ser totalmente compacta, sería más pesada que el agua. Sin embargo, las mediciones anteriores han demostrado que algunos de ellos tienen densidades extremadamente bajas, mucho más bajas que la del hielo de agua. Su baja densidad indicaría que los cometas deberían ser muy porosos. Esta porosidad ¿indica la existencia de profundas cavernas en el interior del núcleo o se trata de una estructura de baja densidad más homogénea?

En un nuevo estudio, publicado en la edición de esta semana de la revista “Nature”, un equipo dirigido por Martin Pätzold, del Rheinische Institut für Umwelt Forschung an der Universität zu Köln, Alemania, se afirma que el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko es también un objeto de baja densidad, pero se pudo descartar que posea un interior cavernoso. Este resultado es consistente con los resultados anteriores del experimento de radar del instrumento CONSERT de Rosetta, que muestran que el núcleo de dos lóbulos del cometa es bastante homogéneo en escalas espaciales de unas pocas decenas de metros.

La explicación más razonable es, entonces, que la porosidad del cometa debe ser una propiedad intrínseca de las partículas de polvo mezcladas con el hielo que conforman el interior. De hecho, las mediciones de sondas espaciales anteriores han demostrado que el polvo cometario no es un sólido compactado sino más bien un agregado ‘esponjoso’ de partículas de polvo de alta porosidad y baja densidad. Los instrumentos Cosima y GIADA de Rosetta han demostrado que el mismo tipo de partículas de polvo también se encuentran en el 67P/Churyumov-Gerasimenko.

 

Estación de seguimiento de espacio profundo de 35 metros de diámetro de la ESA en New Norcia, Australia. Crédito: ESA

 

El equipo de Pätzold hizo su descubrimiento utilizando el Radio Science Experiment (RSI) para estudiar la forma en que el orbitador Rosetta es arrastrado por la gravedad del cometa, generada por su masa. El efecto de la gravedad sobre el movimiento de Rosetta se mide por cambios en la frecuencia de las señales de la sonda cuando se reciben en la Tierra. Es una manifestación del efecto Doppler, que se produce cuando hay un movimiento entre una fuente y un observador, el mismo efecto que hace percibamos un cambio de tono en las sirenas de emergencia de un vehículo en movimiento.

En este caso, Rosetta es arrastrada por la gravedad del cometa, cambiando la frecuencia del enlace de radio con la Tierra. La antena de 35 metros de la ESA en la estación de tierra de New Norcia en Australia se utiliza para comunicarse con Rosetta durante las operaciones de rutina. Se analizaron las variaciones en las señales recibidas para dar una imagen del campo de gravedad a través del cometa. Si hubiera habido grandes cavernas internas, hubieran sido detectables por una caída de la aceleración.

La misión Rosetta de la ESA es la primera en realizar esta medición, difícil para el caso de un cometa.

“La ley de la gravedad de Newton nos dice que la nave espacial Rosetta es básicamente atraída por todo”, dice Martin Pätzold, el investigador principal del experimento RSI. “En términos prácticos, esto significa que tuvimos que quitar la influencia sobre el movimiento de Rosetta del Sol, de todos los planetas-desde el gigante Júpiter hasta los planetas enanos-, así como la de los grandes asteroides en el cinturón interior, para dejar sólo la influencia gravitatoria del cometa. Afortunadamente, estos efectos se conocen bien y éste es un procedimiento estándar hoy en día para las operaciones de la sondal”.

A continuación se debe restar la presión de la radiación solar y la cola de gas que se escapa del cometa. Ambos factores desvían la nave de su curso. En este caso, el instrumento ROSINA de Rosetta es extremadamente útil, ya que mide el gas que está fluyendo más allá de la nave espacial. Esto permitió a Pätzold y sus colegas calcular y eliminar esos efectos también.

Cualquiera que sea el movimiento que queda, se debe a la masa del cometa. Para el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, da una masa de un poco menos de 10 millones de toneladas. Las imágenes de la cámara OSIRIS se han utilizado para desarrollar modelos de la forma del cometa y éstas indican un volumen de alrededor de 18,7 km3, lo que significa que la densidad es de 533 kg / m3.

La obtención de los detalles del interior sólo era posible a través de un poco de buena suerte cósmica.

Dada la falta de conocimiento de la actividad del cometa, una trayectoria de aproximación cautelosa había sido diseñada para garantizar la seguridad de la sonda. Incluso en el mejor de los casos, esto llevaría a Rosetta a no menos de 10 km. Desafortunadamente, antes de 2014, el equipo de RSI predijo que tenían que acercarse a menos de 10 km para medir la distribución interna del cometa. Esto se basó en observaciones terrestres que sugerían que el cometa era de forma redonda. A 10 kms. y más lejos, sólo la masa total sería medible. Entonces la extraña forma del cometa se reveló cuando Rosetta se aproximaba. Por suerte para el RSI, la estructura de doble lóbulo significaba que las diferencias en el campo de gravedad serían mucho más pronunciadas, y por lo tanto más fáciles de medir desde muy lejos. “Ya estábamos viendo las variaciones en el campo de gravedad a 30 kms. de distancia,” dice Pätzold.

Cuando Rosetta alcanzó la órbita a 10 kms, RSI fue capaz de reunir mediciones detalladas. Esto es lo que les ha dado tanta confianza en sus resultados, y que podría ser aún mayor.

En septiembre, Rosetta será guiada a un impacto controlado en la superficie del cometa. La maniobra proporcionará un desafío único para los especialistas en dinámica de vuelo en el European Space Operations Centre (ESOC) de la ESA Operaciones en Darmstadt, Alemania. A medida que Rosetta se acerca más y más al complejo campo de gravedad del cometa la navegación será más y más difícil. Sin embargo, para el RSI, sus mediciones se incrementarán en precisión. Esto podría permitir que el equipo comprobar si hay cavernas a pocos cientos de metros de distancia.

“A homogeneous nucleus for Comet 67P/ Churyumov–Gerasimenko from its gravity field,“, por M. Pätzold et al., fue publicado en la revista Nature.

TRADUCCIÓN ÍNTEGRA DE: http://blogs.esa.int/rosetta/2016/02/04/inside-rosettas-comet/

de Alberto Anunziato – Colaborador de la Sección

Acerca de Luis Mansilla

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

Publicado el 05/02/2016 en El interior del 67P/C-G y etiquetado en , . Guarda el enlace permanente. Comentarios desactivados en El interior del Churyumov Gerasimenko.

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