¿Sabes cómo nacen los cometas? ENTRA Y APRENDE

El análisis detallado de los datos recogidos por Rosetta muestran que los cometas son los antiguos restos de la formación del sistema solar primitivo, y fragmentos más pequeños no resultan de colisiones posteriores entre otros organismos, de mayor tamaño.

La evidencia de que el cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko se compone de material antiguo conservado de la formación del Sistema Solar y que se unieron a baja velocidad. La evidencia recogida por Rosetta se encuentra en las propiedades estructurales del cometa, los gases detectados dejando el núcleo, y observaciones de los rasgos de la superficie. Crédito: Centro: ESA / Rosetta / NavCam - CC BY-SA 3.0 IGO; Inserciones: ESA / Rosetta / MPS para OSIRIS equipo MPS / UPD / LAM / IAA / SSO / INTA / UPM / DASP / IDA; Fornasier et al. (2015); ESA / Rosetta / MPS para COSIMA equipo MPS / CSNSM / UNIBW / Tuorla / IWF / NIC / ESA / BUW / MPE / LPC2E / LCM / FMI / UTU / LISA / UofC / VH y S; Langevin et al. (2016)

La comprensión de cómo y cuando los objetos como el cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko tomaron forma es de suma importancia para determinar exactamente cómo pueden ser utilizados para interpretar la formación y evolución temprana de nuestro sistema solar.

Un nuevo estudio que aborda esta pregunta dirigida por Björn Davidsson del Jet Propulsion Laboratory, Instituto de Tecnología de California en Pasadena (EE.UU.), ha sido publicado en Astronomy & Astrophysics.

Si los cometas son primordiales, entonces podrían ayudar a revelar las propiedades de la nebulosa solar a partir del cual el Sol, los planetas y cuerpos pequeños condensa hace 4,6 millones de años, y los procesos que transformaron nuestro sistema planetario en la arquitectura que vemos hoy.

La hipótesis alternativa es que son fragmentos más pequeños  resultantes de las colisiones entre cuerpos más viejos "padre" como objetos transneptunianos (TNO) helados. Ellos entonces proporcionan la penetración en el interior de los órganos más grandes, las colisiones que les han interrumpido, y el proceso de construir nuevos cuerpos de los restos de las antiguos.

"De cualquier manera, los cometas han sido testigo de importantes eventos de la evolución del sistema solar, y es por eso que hemos realizado estas mediciones detalladas con Rosetta - junto con las observaciones de otros cometas - para averiguar cuál es el escenario más probable," dice Matt Taylor, ESA Rosetta científico del proyecto.

Durante su estancia de dos años en el cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko, Rosetta ha revelado una imagen del cometa como de baja densidad, de alta porosidad, el cuerpo de doble lobulado con amplia estratificación, lo que sugiere que los lóbulos de material acumulado en el tiempo antes de que se fusionado.

La inusualmente alta porosidad del interior del núcleo proporciona la primera indicación de que este crecimiento no puede haber sido a través de colisiones violentas, ya que éstos hubieran compactado el material frágil. Estructuras y funciones en diferentes escalas de tamaño observado por las cámaras de Rosetta proporcionan más información sobre cómo este crecimiento puede haber tenido lugar.

cámara de navegación de Rosetta imagen (NavCam) tomada el 22 de marzo de 2015 a 77.8 km desde el centro de la cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko. La imagen se ha cosechado y mide 6,0 km de diámetro; la resolución es de aproximadamente 6,6 m / pixel. Crédito: Agencia Espacial Europea

Un trabajo anterior mostró que la cabeza y el cuerpo fueron originalmente objetos separados, pero la colisión para que ellos se fusionaran deben haber estado a baja velocidad con el fin de no destruir los dos. El hecho de que ambas partes tienen capas similares también nos dice que deben haber sido objeto de historias evolutivas similares y que las tasas de supervivencia contra colisión catastrófica deben haber sido elevada durante un período de tiempo significativo.

La fusión de eventos también pueden haber ocurrido en escalas más pequeñas. Por ejemplo, se han identificado tres tapones '' esféricas en la región de Bastet en el lóbulo pequeño cometa, y sugerencias son que son restos de cometesimales más pequeños que aún se conservan parcialmente en la actualidad.

A escalas más pequeñas de tan sólo unos metros de diámetro, están las características y los llamados "goosebumps '' 'terrón, texturas rugosas observados en numerosos hoyos y paredes de roca expuestas en varios lugares de la cometa.

Si bien es posible que esta morfología podría surgir de fracturación solo, en realidad se cree que representan un 'bultos' intrínseca de los componentes del cometa. Es decir, estos "piel de gallina" podría estar mostrando el tamaño típico de los cometesimales más pequeños que se acumularon y se fusionaron para crear la cometa, hicieron visible de nuevo hoy a través de la erosión debido a la luz solar.

Según la teoría, las velocidades a las que chocan y se funden cometesimales cambio durante el proceso de crecimiento, con un pico cuando los bultos tienen tamaños de unos pocos metros. Por esta razón, se espera que las estructuras de metros de tamaño para ser el más compacto y resistente, y es particularmente interesante que el material cometa aparece bultos en que escala de tamaño particular.

Otras líneas de evidencia incluyen el análisis espectral de la composición de la cometa que muestra que la superficie ha experimentado poca o ninguna en la alteración in situ por el agua líquida, y el análisis de los gases expulsados ​​de helados de sublimación enterrado más profundamente dentro de la superficie, que encuentra el cometa de ser rico en supervolatiles tales como monóxido de carbono, oxígeno, nitrógeno y argón.

Estas observaciones implican que los cometas forman en condiciones de frío extremo y no experimentan el tratamiento térmico significativo durante la mayor parte de su vida. En su lugar, para explicar las bajas temperaturas, la supervivencia de ciertas hielos y retención de supervolatiles, deben haber acumulado lentamente durante un período de tiempo significativo.

"Mientras más grandes TNO en los confines del sistema solar parecen haber sido calentado por sustancias radiactivas de vida corta, no parecen cometas a mostrar signos similares de procesamiento térmico. Hemos tenido que resolver esta paradoja mediante la adopción de una visión detallada de la línea de tiempo de nuestros modelos actuales del sistema Solar, y considerar nuevas ideas ", dice Björn.

Existen dos teorías principales sobre cómo nacen los cometas. En ambos casos, 'piedras' Inicio de montaje de los escombros en la nebulosa solar, alcanzando un tamaño de aproximadamente 1 cm. Entonces, de acuerdo con la teoría pila de escombros de colisión (columna izquierda), objetos grandes como los objetos transneptunianos (TNO) forman rápidamente, dentro del primer millón de años de la nebulosa solar, ayudados por las corrientes de gas turbulentas y gravedad que acelera rápidamente su crecimiento a tamaños de hasta 400 km. Estos objetos también se sometieron a calentamiento interno causado por la descomposición de sustancias radiactivas, lo que dio lugar a su densa estructura de baja porosidad, y se mantuvieron en crecimiento durante los siguientes 400 millones de años, algunos de ellos incluso llegan a tamaños de Plutón o Triton objetos de tamaño. En este escenario, los cometas se forman a partir de fragmentos creados en colisiones entre TNO en el Sistema Solar exterior, y por lo tanto son relativamente jóvenes. De acuerdo con la teoría de la pila de escombros primordial (derecha), en cambio, los cometas tomaron un camino diferente. Después de la fase de crecimiento inicial rápido de los TNO, granos sobrantes y 'piedras' de material helado en el frío, las partes exteriores de la nebulosa solar comenzaron a unirse a baja velocidad, experimentando un crecimiento gradual en ausencia de transformación térmica a su interior y produciendo cometas aproximadamente 5 km de tamaño por el gas tiempo ha desaparecido de la nebulosa solar. La TNO mayor jugó un papel más en la evolución de los cometas: por "agitar" las órbitas de los cometas, material adicional fue acreción en algo mayor velocidad en los próximos 25 millones de años, formando las capas externas de los cometas. La agitación también hizo posible que los pocos objetos kilométrica en tamaño a topar con suavidad entre sí, lo que lleva a la naturaleza bi-lobulado de algunos cometas observados. En la segunda hipótesis, los cometas son objetos antiguos hechos de restos sobrantes de la fase principal del planeta-edificio y que contienen restos conservados de la década de los materiales de la nebulosa solar. Las pruebas recogidas por Rosetta favorece fuertemente la hipótesis montón de escombros primordial, a saber, que los cometas se construyeron lentamente a través de la acumulación de baja velocidad del material en las formas observadas en la actualidad. Crédito: Agencia Espacial Europea

Björn y sus colegas proponen que los miembros más grandes de la población TNO formaron rápidamente en el primer millón de años de la nebulosa solar, ayudados por las corrientes de gas turbulentas que rápidamente se aceleraron su crecimiento a tamaños de hasta 400 km.

Alrededor de tres millones de años en la historia del sistema solar, el gas había desaparecido de la nebulosa solar, dejando sólo material sólido atrás. Luego, durante un período de unos 400 millones de años, gran parte ya, la ya masiva TNO acrecionada lentamente más material y compactación se sometió en capas, su helados de fusión y volver a congelar, por ejemplo. Algunos TNO incluso se convirtió en Plutón o Triton objetos de tamaño.

Los cometas tomaron un camino diferente. Después de la fase de crecimiento inicial rápido de los TNO, granos sobrantes y 'piedras' de material helado en las partes más frías y exteriores de la nebulosa solar comenzado a unirse a baja velocidad, produciendo cometas unos 5 km de extensión por el gas del tiempo ha desaparecido a partir de la nebulosa solar. Las bajas velocidades a las que el material acumulado llevaron a objetos con núcleos frágiles con alta porosidad y baja densidad.

Este crecimiento lento también permitió que los cometas para preservar algunos de los, el material rico en volátiles más antigua de la nebulosa solar , ya que fueron capaces de liberar la energía generada por la desintegración radiactiva dentro de ellos sin calentar demasiado.

La TNO mayor jugó un papel más en la evolución de los cometas. Por 'agitar' las órbitas de los cometas, material adicional fue acreción en algo mayor velocidad en los próximos 25 millones de años, formando las capas externas de los cometas. La agitación también hizo posible que los pocos objetos kilométrica en tamaño a topar con suavidad entre sí, lo que lleva a la naturaleza bi-lobulado de algunos cometas observados.

"Los cometas no parecen mostrar las características esperadas para pilas de escombros de colisión, que resultan de la rotura violenta en marcha de objetos grandes como TNO. Por el contrario, creemos que crecieron suavemente en la sombra de la TNO se ha mantenido esencialmente intacto durante 4,6 millones de años, "concluye Björn.

"Nuestro nuevo modelo explica lo que vemos en las observaciones detalladas de Rosetta de la cometa, y lo que había sido insinuado por anteriores misiones de sobrevuelo del cometa."

"Los cometas son realmente los tesoros troves del sistema solar", añade Matt.

"Nos dan una visión sin precedentes en los procesos que eran importantes en el patio de construcción planetaria en estos primeros tiempos, y cómo se relacionan con la arquitectura del sistema solar que vemos hoy en día."