“En verdad no puedes crecer y desarrollarte si sabes las respuestas antes que las preguntas”
Wayne W. Dyer

La observación de los cometas ha sido un fenómeno corriente desde que el hombre alzó su vista al firmamento. En el trabajo anterior comentamos acerca de su apariencia, composición y de algunos de los cometas famosos. Pero aún queda una gran incógnita. ¿Dónde se originan los cometas y por qué tienen esa composición y trayectoria?

Los cometas son objetos celestes que han sido reconocidos desde la antigüedad. A finales del siglo XX se habían catalogado alrededor de 900. Durante la formación del sistema solar en las partes más alejadas del sol las bajísimas temperaturas permitieron que se formaran objetos constituidos por hielo de metano, de agua y dióxido de carbono mezclados con rocas y polvo. Tenían una apariencia de  bolas de nieve sucias pero por su comportamiento al acercarse al sol se conocen como cometas.

Provienen principalmente de la Nube de Oort (los de período más largo) y del Cinturón de Kuiper (los de período más corto). Se supone que un cometa puede llegar a pasar hasta 2 000 veces cerca del sol antes de sublimarse completamente.

Giran en torno al sol en órbitas elípticas muy grandes y con diferentes inclinaciones con respecto a la eclíptica. Cuando están lejanos de la luz solar los cometas son una roca sólida e invisible; cuando se acercan,  sus componentes gélidos comienzan a vaporizarse liberando gases y partículas de polvo. A diferencia de los asteroides, están compuestos por materiales que se subliman (es decir que pasan del estado sólido al gaseoso).  En este momento se hacen visibles y se les distinguen sus componentes característicos que son:

Núcleo. Centro relativamente estable compuesto de hielo y gas con pequeñas cantidades de polvo y otros elementos sólidos. Pueden tener varios kilómetros de diámetro.
Coma. Nube densa de agua, dióxido de carbono y otros gases sublimados desde el núcleo.
Nube de hidrógeno. Es enorme y rodea al núcleo, solo es visible en  el ultravioleta.
Cola de polvo. Puede llegar a medir varios millones de kilómetros, son partículas de muy pequeño tamaño y es la parte más prominente de un cometa. Siempre apunta en sentido contrario al sol debido a que es empujada por el viento solar.
Cola de iones. También de varios millones de kilómetros de longitud ocasionada por la interacción de los gases principalmente de metano con el viento solar.

Después de muchos pasos cercanos al sol el cometa puede perder sus gases y quedar como roca sólida, también pueden precipitarse sobre él o sobre algunos de los planetas.

La cuna de los cometas
Existen dos reservorios de cometas que son El Cinturón de Kuiper y la Nube de Oort.
El cinturón de Kuiper se encuentra en el plano de la eclíptica y se extiende desde la órbita de Plutón hasta unas 500 UA (UA, Unidad Astronómica corresponde a la distancia media entre la Tierra y el sol: aproximadamente ciento cincuenta millones de kilómetros).

El astrónomo holandés Gerard Kuiper propuso la existencia de este cinturón en 1951 y el primer objeto fue descubierto en 1992. La mayoría de cometas de corto periodo es decir de menos de 200 años provienen de este cinturón.

La mayor parte de cometas que se descubren son de periodo largo, es decir sus órbitas son de 1 a 30 millones de años llevándolos a distancias de 105 UA. Se cree entonces que el reservorio de estos cometas se encuentra a esta distancia y se conoce como Nube de Oort por haber sido el astrónomo holandés Jan Oort quien hipotetizó su existencia. Esta nube, más que un cinturón, tiene una distribución esférica que encierra el sistema solar.

Finalmente las interacciones gravitacionales de un cometa con objetos del sistema solar pueden ocasionar cambios en sus trayectorias y períodos, y así un cometa de largo periodo puede convertirse en uno de corto periodo o en casos más catastróficos puede llevar a un cometa a impactar un planeta como sucedió en 1993 cuando el Shoemaker-Levy 9 impactó a Júpiter.

Algunos aspectos de las clasificaciones de objetos y su distribución en el sistema solar resultan interesantes para conocer el origen de los cometas, por lo que quiero mencionar algunas de las estructuras presentes en nuestro sistema solar según ha presentado la Unión Astronómica Internacional.

                   
Cinturón de Kuiper
Los cuerpos que se encuentran en esta región reciben genéricamente el nombre de Objetos del Cintúrón de Kuiper, utilizándose para ellos la abreviatura KBO (Kuiper Belt Objects). El Cinturón de Kuiper es un conjunto de objetos de naturaleza cometaria que giran a una distancia de entre 30 a 50 UA y que forma una especie de corona solar relativamente plana con respecto a la eclíptica.

Se los puede sub-dividir en tres categorías: Cubewanos,  Plutinos y Twotinos.

Cubewanos
Son objetos clásicos del Cinturón de Kuiper. Sus órbitas son casi circulares, se encuentran mucho más lejos que Neptuno y no son afectados por las influencias gravitatorias de este o algún otro planeta.

Plutinos
Forman parte de la porción interior del Cinturón de Kuiper. Se encuentran en resonancia orbital de 3:2 con relación a Neptuno, es decir, que completan dos órbitas alrededor del sol en el mismo tiempo en que Neptuno realiza tres. Su órbita es excéntrica. El principal de ellos (y que da nombre al grupo) es Plutón, hasta hace poco considerado como planeta.

Twotinos
Similares a los plutinos, pero con una resonancia orbital de 2:1 con Neptuno (completan una órbita en el mismo tiempo que Neptuno completa 2).

Disco difuso
También conocido como Disco Disperso. Es una región del sistema solar cuya parte se solapa con el Cinturón de Kuiper, a unas 30 UA y que se extiende hasta varios centenares de UA y comprende otras inclinaciones por encima y por debajo del plano de la eclíptica.

Los objetos que lo integran son conocidos como objetos de disco disperso SDOs (Scattered-Disk Objects) y son cuerpos helados, algunos con más de 1 000 kilómetros de diámetro. Probablemente se formaron en el Cinturón de Kuiper y luego fueron desplazados por la interacción gravitatoria con otros planetas, especialmente Neptuno.

Eris es un ejemplo de SDOs. Sedna también está entre ellos, aunque algunos consideran que en realidad es un objeto de la región interior de la Nube de Oort.

La Nube de Oort, rodeando completamente al sistema solar.

Nube de Oort
Es una gran nube de cuerpos helados de carácter cometario que rodea al sistema solar a una distancia de aproximadamente 100 000 UA (o sea 1,5 años luz).

Los cuerpos de la Nube de Oort se formaron en los principios del sistema y fueron expulsados hacia esa región tras el paso cercano con los planetas gigantes, especialmente Júpiter. Se estima que la masa total de esos objetos equivale a unas 40 masas-Tierra.

La Nube de Oort está tan lejos que hasta ahora solamente ha podido identificarse un objeto que posiblemente pertenezca a ella, más específicamente a una pequeña nube de su región interior. Ha recibido el nombre de Sedna (una gigantesca deidad innuit que vivía en las profundidades gélidas del mar Ártico) y posee una órbita altamente elíptica. Es candidato a planeta enano.

Lluvias de meteoritos

En la misma órbita de los cometas coexisten fragmentos que no llegaron a pegarse al cometa durante su formación o son arrastrados por su atracción gravitacional.

Las lluvias de meteoritos o de estrellas como se conocen popularmente, ocurren cuando la Tierra pasa a través de la órbita de un cometa, y los fragmentos mencionados al estrellarse contra la atmósfera se vuelven incandescentes y se muestran como una gran cantidad de meteoritos que parece salir de un mismo punto o radiante. La localización de este centro radiante y la denominación del objeto más importante en la región celeste que le corresponde es el que le da el nombre a las lluvias de estrellas. 

Cometas y nebulosas

Para los observadores en busca de cometas la presencia de objetos nebulosos fijos era una fuente de confusión. El astrónomo francés Messier investigando los cometas se decidió a catalogar estos  objetos nebulosos fijos para eliminar la confusión. Comienza entonces a hacer una investigación sistemática y los anota en un catálogo que empieza el 12 de septiembre de 1758. Dieciséis años más tarde, Messier publica una primera lista de 45 objetos (actualmente hay 110). Estos objetos (galaxias, nebulosas o cúmulos de estrellas), llevan un número precedido por la letra "M", por Messier: así el cúmulo de Hércules es el M 13, el objeto 13º del catálogo Messier. Luego dedicó más tiempo  e interés a estos nuevos objetos que a lo cometas.  Curiosamente Messier es más famoso por su catalogo de no-cometas que por los cometas que descubrió, aunque no todos los objetos de su catálogo fueron descubiertos por él. Las observaciones de otros investigadores como Pierre Méchain y Edmond Halley han servido para completar los catálogos de nebulosas.

Los cometas y la atmósfera terrestre

Según una nueva teoría la atmósfera de nuestro planeta se creó gracias al impacto de cometas provenientes más allá del sistema solar interior, después de que la Tierra ya se había formado completamente. Para confirmar esta hipótesis se deben analizar las relaciones isotópicas en las muestras cometarias capturadas por la misión Stardust de la NASA y compararlas con las relaciones homólogas de la atmósfera actual de la Tierra y de las muestras de atmósfera antigua estudiadas por los geólogos. Pero de eso continuaré tratando en la tercera y última parte de este trabajo sobre los cometas.

Referencias:

Proastronomía. Boletín astronómico. Números varios
Cometas y Lluvias de meteoritos. Curso de Astronomía. Lección 34.
Yenne, Bill. Atlas del sistema solar.