Cometas e asteroides, que é?

2001/05/01 Carton Virto, Eider - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

Fai 50 anos parecía claro que era o asteroide e que cometa. Tiñan características diferenciais e podían clasificarse en dous grupos ben delimitados. Cométalos eran “balóns sucios de xeo” xerados no límite do sistema solar e os asteroides eran rocas que flotaban entre Marte e Júpiter. Cométalos presentan diversas órbitas, mentres que os asteroides posúen órbitas moi elípticas que orbitan o Sol no mesmo plano e dirección que os planetas. Pero nos últimos 50 anos, a medida que se foron descubrindo máis asteroides e cometas, apareceron asteroides que se comportan como cometas e cometas que se comportan como asteroides. E, por suposto, os científicos non tiveron máis remedio que revisar as súas definicións.

A teoría máis coñecida que describe o núcleo de cométalos foi a do astrónomo estadounidense Fred Whipple en 1950-51. A teoría de Whipple describía moi ben cométalos que entón se coñecían, así como o seu comportamento e peculiaridades, e durante moitos anos considerouse totalmente real.

Whipple definiu cométalos como un “balón sucio de pánico”. Segundo el, o núcleo de cométalos estaba formado por fragmentos de xeo mesturados con metano, amoníaco, dióxido de carbono e po. Cando os cometas achegábanse ao Sol, o xeo da superficie se evaporaba, liberando os chorros de po e gas e formando a cola propia de cométalos. A medida que o cometa envellecese, o po quedaría disperso ao redor da órbita completa do cometa, flotando e cando a Terra atravesa esta rexión produciríanse estrelas de choiva. De feito, a maioría da choiva de estrelas teñen lugar asociados a un determinado cometa.

Os asteroides son pequenos corpos rochosos sen atmosfera. O máis grande é Ceres e ten 930 quilómetros de diámetro. Foi descuberto polo italiano Giuseppe Piazzi en 1801 e ademais de ser o máis grande, é o primeiro asteroide observado polo home. Naquela época, un grupo de astrónomos en Berlín trataba de detectar un planeta no oco que se estende entre Marte e Júpiter, porque, segundo os cálculos teóricos, alí debía haber un planeta.

Pero o seu pai Piazzi adiantoulles e atopou ao asteroide Ceres. En 1802 descubriuse Pas, o segundo máis grande, en 1804 Juno, en 1807 Vesta e en 1854 Astrea. Desde entón case todos os anos atopouse algún novo asteroide na rexión, estimándose nuns 400.000 quilómetros. Con todo, os astrónomos de Berlín non se equivocaban do todo, porque se cre que os asteroides acumulados nesta rexión chamada cinto de asteroides son restos dun planeta que non chegou a formarse pola gran gravidade de Júpiter.

Primeiras dúbidas

Una esfera de xeo.

Whipple era una teoría clara e sinxela. Explicaba claramente que eran cométalos e como se envellecían, e parecía que relacionaba ben as preocupacións de cométalos con todos os seus cabos. Pero en 1983 o propio Whipple expresou varias preocupacións.

Aquel ano o observatorio astronómico IRAS, que traballaba cos infravermellos, detectou un curioso asteroide, o asteroide 3200 Phaethon. A súa órbita era moi excéntrica e Geminida coincidía coa da corrente meteorolóxica. Tras analizar ben esta curiosidade, os astrónomos concluíron que o asteroide 3200 Phaethon podía ser un cometa morto e que el era o responsable da choiva de estrelas Géminidas que se produce cada ano en decembro. Entón empezou a rachar a teoría de Whipple, que colocaba cometas e asteroides en distintas caixas. E seguiu gretando.

Anos antes, en 1977, Kowal descubriu a Kiron entre as órbitas de Júpiter e Neptuno. Foi clasificado como asteroide e durante dez anos non deu problemas. Pero en 1988, cando se achegaba ao Sol, empezou a actuar como cometa máis que como asteroide. Volveuse moi brillante, desenvolveu despois una atmosfera de po e cara a xaneiro de 1990 detectáronse emisións de gases. É dicir, aínda que lonxe do Sol comportábase como un asteroide, cerca do Sol adquiriu todas as características do cometa. Kiron foi o primeiro obxecto clasificado como asteroide e cometa e actualmente coñécese como cometa 95P/Kiron ou asteroide Kiron (2060).

Cométaa Shoenaker-Levy rompeu en dúas ducias de fragmentos cando en 1992 pasou por Júpiter.

Ademais dos quirones, clasificáronse á vez outros dous obxectos como asteroides e cometas. 107 P/Wilson-Harrington = (4015) Wilson-Harrington e 140P/Elst-Pizarro = (7968) Elst-Pizarro. O primeiro detectouse como asteroide en 1979, pero como cometa 30 anos antes; o segundo, aínda que parece ser un dos asteroides situados entre Marte e Júpiter, en 1996 desenvolveu una cola como a de cométalos.

Comportamentos cruzados

A órbita e a composición son as dúas características fundamentais da distinción entre asteroides e cometas. Pero xa non serven. Crese que a maioría dos asteroides do sistema solar orixináronse entre Marte e Júpiter e que orbitan o Sol no mesmo plano e dirección que os planetas. A maioría de cométalos proveñen da nube Oort, máis aló dos límites do sistema solar. En 1950 Jan Oort suxire que os cometas con órbita de longo período pasan a maior parte do tempo na nube esférica de Oort.

Posteriormente, os traballos de Gerad Kuiper demostraron que os cometas de longo período formáronse nunha rexión máis aló do Neptuno (o cinto de Kuiper), a partir dos residuos exteriores do sistema solar, e que posteriormente foron arroxados, por efecto da gravidade dos grandes planetas, fóra do sistema solar totalmente ou á nube de Oort.

Crese que na nube de Oort hai miles de millóns de cometas e que ocasionalmente se lanzan cara ao sistema solar pola gravidade das grandes estrelas e planetas que pasan por alí.

Entón móvense facendo órbitas moi excéntricas. Pero non todos os obxectos que están na nube Oort son cometas. Dise que un 3% poden ser asteroides, lanzados pola gravidade de Júpiter até alí, que tamén fan órbitas moi excéntricas. Por outra banda, cométalos con órbitas de curto período caeron baixo a influencia da gravidade de Júpiter formando órbitas que parecen ser as dos asteroides. Por tanto, desde o punto de vista exclusivo da órbita non é posible distinguir exactamente que é o cometa do asteroide.

Tramo de asteroide desprendido ao chan.

En canto á composición hai máis dunha dúbida. Sobre todo desde que é posible calcular as densidades de cometas e asteroides. De feito, se os cometas son principalmente xeo, a densidade do núcleo debería ser de aproximadamente 1g/cm3, preto da densidade estándar da auga. Con todo, algúns cometas teñen núcleos de moi baixa densidade, coma se, en lugar de ser un núcleo compacto, estivesen formados por fragmentos que a gravidade mantén intimamente unidos. Cométaa Shoenaker-Levy, por exemplo, rompeu en dúas ducias de fragmentos cando en 1992 pasou polo lateral de Júpiter, non era senón una cometa compacta. De feito, a forza que podía exercer Júpiter era demasiado débil paira dividir un núcleo compacto de terror.

Cométalos de partes debilmente relacionadas entre si se describen mediante o modelo de “pico de residuos”. Una cima de residuos apenas ten tensión interna, é moi porosa e a súa densidade no núcleo é moi baixa, como as cometas mencionadas. Crese que estes cometas debéronse a colisións exteriores do sistema solar e que moitos asteroides que circulan preto da Terra poderían formar parte de cometas de baixa densidade antigas.

Como non todos os cometas son iguais, nin os asteroides. Divídense en tres grupos. Os da clase C son os menos luminosos e están compostos por silicatos hidratados, carbono e compostos orgánicos. As de tipo S reflicten máis luz e poden conter piroxenos (magnesio, ferro e silicatos de calcio), olivino (silicato de magnesio e ferro) e metais de níquel. As M son máis raras e están formadas por silicatos de níquel, magnesio e ferro.

Paira a investigación de asteroides utilízanse modelos. Na imaxe represéntase o relevo do asteride Veste en cores.

A maior parte dos asteroides tipo C atópanse no exterior do cinto de asteroides e os de tipo S no interior. Os C son supostamente os máis primitivos. Non presentan distribución química, é dicir, os compoñentes non están distribuídos en capas como na Terra. Por iso, considérase que nunca se quentaron, xa que do mesmo xeito que ocorreu na Terra e nos asteroides de tipo S, os minerais terían divididos en capas.

Os asteroides poden ter una ampla gama de densidades. En xeral, as de tipo C son máis lixeiras que as de tipo S, pero se observou que os “picos de residuos” como os cometas poden ser porosas ou ter un núcleo sólido. Ademais, os investigadores descubriron que un anaco de asteroide que caeu en Texas en 1998 tiña cristais de sal tan antigos como o sistema solar. Se non existen indicios da colisión do cristal cun cometa con sal durante a mocidade do asteroide, pode indicarse que o asteroide tivo algunha vez auga na súa estrutura. Por tanto, ademais de en cométalas, tamén pode haber auga nos asteroides.

Á vista de todo iso, está claro que os cometas e asteroides teñen máis similitudes das que esperaban e non poden clasificarse en dúas caixas diferentes e independentes: forman parte dunha familia maior, da familia dos corpos pequenos do sistema solar.

Demostrativos do pasado

Representación da sonda Rossetta que a Axencia Espacial Europea enviará en 2003.

Estes corpos pequenos poden ter a chave do pasado do sistema solar. De feito, crese que se formaron xunto co sistema solar, xa que se crearon fai 4.600 millóns de anos e o sistema solar, e que tiveron un papel importante na formación dos planetas, son de gran interese. A investigación de asteroides e cometas permite coñecer máis claramente os procesos de formación da Terra e do sistema solar.

Pero a súa investigación non é fácil. No caso dos asteroides, debido ao seu carácter rochoso e á súa capacidade de atravesar a atmosfera terrestre, moitos deles puideron ser analizados en laboratorios. Cométalos, ao ser de xeo, forman espectaculares estrelas de choiva pero apenas deixan evidencia na Terra. Con todo, desde a década dos 80, as axencias espaciais mundiais puxeron en marcha una serie de misións paira estudar máis de cerca os asteroides e cometas.

A sonda NEAR que se pousou recentemente no asteroide Eros foi na fala da xente. Dentro de dous anos, a Axencia Espacial Europea (ESA) enviará a sonda Rossetta cara a Júpiter paira realizar a radiografía do cometa 46P/Wirtanen que se atopa. Viaxará de 9 anos paira chegar até alí e despois virará durante dous anos ao redor do cometa.