Los impresionantes chorros de polvo que los cometas emiten al espacio durante su viaje alrededor del Sol no son impulsados únicamente por la sublimación del agua helada. En algunos casos, los procesos adicionales aumentan los brotes. Los posibles escenarios incluyen la liberación de gas presurizado almacenado debajo de la superficie o la conversión de un tipo de agua congelada en uno energéticamente más favorable. Estos son los hallazgos de un estudio dirigido por científicos del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar que examinaron un chorro de polvo del cometa 67P / Chruyumov-Gerasimenko de Rosetta que ocurrió el año pasado.
Cuando el Sol se elevó sobre la región Imhotep del cometa Rosetta el 3 de julio, 2016, todo estaba bien:a medida que la superficie se calentaba y comenzaba a emitir polvo al espacio, La trayectoria de Rosetta llevó a la sonda a través de la nube. Al mismo tiempo, la vista del sistema de cámaras científicas OSIRIS se enfocó coincidentemente precisamente en la región de la superficie del cometa de donde se originó la fuente. Un total de cinco instrumentos a bordo de la sonda pudieron documentar el estallido en las siguientes horas.
"Fue un golpe de suerte increíble. Es imposible planificar algo como esto, "dice Jessica Agarwal del MPS, jefe del estudio. Después de todo, las explosiones de polvo suelen aparecer sin previo aviso. Por lo tanto, la mayoría de eventos como este presenciado por Rosetta durante su estadía de más de dos años en el cometa, sólo podía grabarse desde lejos con un único instrumento. En los raros casos en los que Rosetta voló por casualidad a través del chorro de polvo, faltan imágenes del punto crucial en la superficie del cometa. "De los extensos datos de medición del 3 de julio, 2016, pudimos reconstruir el progreso y las características del estallido tan detallado como nunca antes, "dice Agarwal.
Los dos instrumentos in situ GIADA (Analizador de impacto de grano y acumulador de polvo) y COSIMA (Analizador de masa de iones secundarios cometarios) capturaron partículas de polvo individuales del chorro y pudieron determinar las velocidades, tamaños y densidades medias de las partículas. "Esta es la primera vez que COSIMA ha podido ayudar a caracterizar un chorro de polvo específico, "explica Sihane Merouane de MPS, miembro del equipo de COSIMA. Debido a que el instrumento a menudo recolecta partículas durante varias semanas, es difícil asignarlos a un evento en particular. Los datos de COSIMA sugieren que las partículas del chorro se rompen más fácilmente que el material cometario capturado de otro modo. "Deben ser muy rápidos o de construcción relativamente flexible, "dice el investigador de MPS Martin Hilchenbach, Investigador principal del equipo COSIMA.
Además, el espectrógrafo Alice pudo rastrear el aumento de brillo debido al estallido de polvo y detectó pequeñas partículas de hielo en la nube. Incluso uno de los sensores de estrellas de Rosetta, que sirven para determinar la posición de la nave espacial en el espacio, contribuyó con una pieza al rompecabezas:poco después de que comenzara el estallido, el rastreador de estrellas registró un aumento en la intensidad de la radiación del coma cometario y registró cómo se desarrolló durante las siguientes horas.
"El aspecto único del evento del 3 de julio, 2016 son las imágenes de alta resolución de la superficie, "dice el científico de MPS Holger Sierks, Investigador principal de OSIRIS. Los investigadores distinguieron un área circular de unos diez metros de diámetro dentro de una depresión como punto de partida del chorro. Como muestra el análisis de los datos de OSIRIS, esta área contiene agua congelada en la superficie.
En general, Los científicos asumen que los gases congelados en la superficie de un cometa, como el agua, son responsables de la producción de polvo. Bajo la influencia del sol, estas sustancias pasan directamente al estado gaseoso; el gas que fluye al espacio arrastra partículas de polvo con él y, por lo tanto, produce los chorros visibles. A menudo, estos ocurren poco después del amanecer.
Sin embargo, el estudio actual muestra que este proceso por sí solo no puede explicar el evento del 3 de julio, 2016. Con una producción de polvo de aproximadamente 18 kilogramos por segundo, el jet es mucho más "polvoriento" de lo que predicen los modelos convencionales. "Debe estar en juego un proceso energético adicional:se debe haber liberado energía desde debajo de la superficie para sostener la columna, "dice Agarwal.
Es concebible, por ejemplo, que debajo de la superficie del cometa hay cavidades llenas de gas comprimido. Al amanecer la radiación comienza a calentar la superficie suprayacente, se desarrollan grietas y el gas se escapa. Según otra teoría, Los depósitos de hielo amorfo debajo de la superficie juegan un papel decisivo. En este tipo de agua helada, las moléculas individuales no están alineadas en una estructura enrejada, como es habitual en el caso del hielo cristalino, pero arreglado de una manera mucho más desordenada. Dado que el estado cristalino es energéticamente más favorable, la energía se libera durante la transición del hielo amorfo al cristalino. La entrada de energía a través de la luz solar puede iniciar esta transformación. Aún no está claro exactamente qué proceso tuvo lugar el 3 de julio del año pasado.
