Últimos pasos del cometa Shoemaker-Levy 9
1994/07/01 Boneta, Jon Andoni | Razkin, Patxi Iturria: Elhuyar aldizkaria
Este mes de julio, el planeta Júpiter y un cometa chocan terriblemente. Nunca en la historia de la astronomía se ha podido ver esto, un choque contra un planeta.
En este choque, y según los últimos cálculos, se liberarán 100 millones de megatones de energía, una cantidad incalculable de energía. Como ejemplo diremos que esta energía es 10 mil veces mayor que la de todas las bombas atómicas que teníamos en nuestro planeta en los años 80. Todas las bombas lanzadas durante la Segunda Guerra Mundial, incluidas las atómicas, fueron sólo 2 megatones.
El cometa, hoy llamado Shoemaker-Levy 9, fue visto por primera vez por los astrónomos el 25 de marzo de 1993. A partir de entonces han sido muchos los que han mirado este cometa, ya que su sorprendente aspecto ha despertado la curiosidad de los astrónomos. Aunque se han utilizado telescopios muy grandes, el Telescopio Espacial Hubble ha enviado las mejores fotos (Figura 1), donde se han encontrado 22 puntos (y no el único, como suele ser normal en las cometas). Parece que son parte de un cometa que se ha disuelto por las fuerzas gravitatorias de Júpiter.
Historia del Cometa
Como es realmente sorprendente encontrar este tipo de cometa (con tantos espacios), la rama de la astronomía llamada mecánica celeste, con unos ordenadores increíbles, comenzó a analizar la historia de este cometa.
Los primeros cálculos revelaron un dato sorprendente, confirmado con respecto a los datos enviados posteriormente desde todos los observatorios. Este cometa no tiene en ningún caso la órbita del cometa normal, es decir, alrededor del Sol. Gira en torno a Júpiter (Figura 2), que en 1970 fue capturado tras un acercamiento excesivo al planeta. A partir de entonces el cometa se convirtió en el satélite anónimo de Júpiter, aunque todavía se le conoce como cometa.
Pero parece que este cometa o satélite contenía unos pequeños imprevistos. En julio de 1992 pasó tan cerca de la superficie de Júpiter, donde las fuerzas mareales estallaron (estas fuerzas mareales son las fuerzas gravitatorias). Todos estos datos son proporcionados por el ordenador y, aunque no tienen prueba directa de ello, son bastante fiables.
Cuando este cometa se deshizo, empezó a dar su última gira, con el corazón disuelto intentando matarse. La última gira finaliza este mes de julio. La primera zona choca el 16 de julio y la última entra en la atmósfera de Júpiter el 22 en esta agonía que durará seis días.
Los datos aún no están del todo detallados, pero a la vista de los datos enviados desde el Jet Propulsion Laboratory de California al IAU, el primer foco choca el 16 de julio a las 19 h 45 min (UT).
Energía del choque
Según los datos obtenidos a través de los ordenadores anteriormente mencionados, la velocidad relativa entre el cometa y Júpiter en el momento del impacto será de 60 km/s. Conociendo este dato es fácil medir la energía que se liberará. (Basándonos en el principio de conservación de la energía mecánica sin conocer este dato, sería posible calcularlo, pero no vamos a empezar a hacerlo.)
Conocida esta velocidad, sabemos cuál será la energía cinética del cometa en el momento del choque, que será la energía liberada. La fórmula que utilizaremos para calcular la energía cinética es la siguiente: No = (m . v2) / 2, siendo m la masa del cometa y v la velocidad. Como conocemos la velocidad, nos falta masa para conocer todos los datos.
Para el cálculo de la masa es necesario conocer la densidad del cometa, que denominaremos ñ, y el volumen. Por lo tanto, m = ñ · V, y si consideramos que un punto del cometa tiene la forma de una esfera, m =\ · 4 / 3 ·<r3.
Tenemos problemas para calcular la densidad. ¿Qué densidad podemos tomar? ¿Algún cometa o asteroide, por ejemplo? ¿O hay que tomar otra densidad? Los científicos no están de acuerdo, pero como tiene forma de cometa tomaremos la densidad del cometa. Sin duda esta puede ser la primera culpa en los cálculos. Nótese que ñ = 1 g/cm3, puede ser menor (o mayor). Así No = 1 / 2 · ñ · 4/3 · r3 · v2 = 7,54 · 1021 · r3. Esta fórmula nos dará energía en julios si ponemos radio en kilómetros.
Lo más difícil es apreciar estos radios, ya que en las fotos las zonas aparecen dentro de una nube de polvo y gas. Además, ver cosas tan pequeñas a estas distancias no es fácil. Sería como ver una moneda de veinte duros a 4.000 kilómetros en proporción. Dicho de otro modo, sería como ver en la Luna la sonda Apolo desde la Tierra.
Los últimos cálculos indican que no vamos a dar cuenta de cómo lo han hecho, el diámetro máximo de la zona más grande es de 4,3 km. Siendo el radio la mitad del diámetro, podemos calcular la energía cinética de este núcleo: 7,5 · 1022 julios. Considerando todos los núcleos o núcleos, su energía cinética es de 4,31· 1023 julios. Hay que decir que muchos investigadores creen que son más pequeños.
Para comprender esta energía vamos a dar algunos ejemplos.
La energía cinética de un automóvil a cien kilómetros por hora, con una masa de 1,5 toneladas, será de 5,78 · 105 julios. El conocido Boeing 747, con una masa de 300 toneladas y una velocidad de 1.000 km/h, tiene una energía cinética de 1· 1010 julios.
La energía que se quema en todo el mundo durante un año es de 1019 julios. El lector se dará cuenta de que la energía de las bromas no es en absoluto. Y si lo comparamos con el terremoto que en la Tierra son “catastróficos”, lo veremos más claramente. Gutenberg y Ritcher señalaron que la energía del terremoto de magnitud 8 es de 1017 julios. Todos conocemos sus increíbles influencias. Siendo la energía del mayor casi un millón de veces mayor... Bueno. Menos mal que el objetivo del cometa es Júpiter y no la Tierra.
Sin embargo, comparando las masas, la cometa es mucho menor que la de Júpiter. Esta colisión sería como si una hormiga chocara contra el transatlántico Queen Elizabeth (teniendo en cuenta las masas). Por lo tanto, el choque será grotesco, pero teniendo en cuenta la masa del planeta, no afectará a la órbita de Júpiter.
Influencia de la colisión en la atmósfera de Júpiter
Todavía no está claro cuál será el impacto de este choque, sobre todo porque al entrar a la atmósfera no se conoce el comportamiento del cometa.
A medida que los cuerpos entran a la atmósfera de Júpiter pierden su velocidad y se convierten en una bola de fuego junto a la atmósfera circundante (Figura 3).
La fricción con los cuerpos y la atmósfera circundante permite calentar los gases atmosféricos hasta 10 mil grados. Esto provocará que una gran masa atmosférica avance hacia regiones más frías. A medida que la masa asciende, los gases atmosféricos se expanden y se enfrían. Los diferentes compuestos presentes en esta masa se condensan formando una gran nube.
Además, los científicos no se ponen de acuerdo para decidir hasta dónde entrarán los cuerpos. Algunos creen que se desintegrarán en la parte superior de la atmósfera y otros creen que se desharán a cientos de kilómetros de profundidad.
Por otro lado, dado que la atmósfera es un medio elástico, se espera que la colisión produzca una onda elástica, tal y como se aprecia en la figura 4 en las simulaciones realizadas con ordenador.
No será posible ver directamente los choques desde el suelo, ya que los choques con nuestro punto de vista se producen en la parte trasera de Júpiter. Sin embargo, en las 4 grandes lunas de Júpiter se podrá ver la reflexión de la explosión. El impacto de la colisión se verá incluso en pocas horas después del choque, ya que Júpiter gira muy rápido sobre su eje (en diez horas).
Por lo tanto, durante estos días, además de los telescopios terrestres, estará el recién reparado Telescopio Espacial Hubble y las sondas Voyager y Galileo mirando a Júpiter. Voyager está muy lejos, pero él verá el choque directamente, tomando las medidas del brillo del choque. Galileo, por su parte, no lo verá en directo, pero por su posición, verá las zonas del choque unos minutos después. No obstante, no podrá enviar más de 100 fotos, ya que tiene la antena principal averiada. Todas estas herramientas permitirán analizar todos los efectos mencionados. De esta forma se conocerá mejor tanto la atmósfera de Júpiter como las estructuras del cometa.
¿Puede ocurrir en la tierra?
Decir no sería mentira. Si la órbita de cualquier cometa o asteroide atraviesa la de la Tierra, podrá chocar con la Tierra. Y sí que suceden este tipo de choques.
Los choques que se producen en la mayoría de los casos son muy pequeños, aunque a veces sean notables. Tunguska (ver Elhuyar. Ciencia y Técnica, números 66 y 67), cerca del río (en Siberia), por ejemplo, en 1908 la parte de una cometa que contenía 20.000 kilotones (0,02 megatones, 5.000 millones de veces menos que el Shoemaker-Levy) explosionó el territorio de 2.000 kilómetros cuadrados. Este tipo de choques, como el de Siberia, se producen una vez a siglo según algunos científicos. Otros, sin embargo, dicen que no son tan abundantes. Los choques más grandes son aún más raros, sobre todo porque los cometas o asteroides pequeños son mucho más numerosos que los grandes.
En pocas ocasiones se puede ver un choque tan extraño en nuestro Sistema Solar. Vamos, por tanto, a ver detenidamente el impacto de este choque y a disfrutar de las imágenes que emiten los telescopios, ya que no podremos volver a verlo.
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