Derrumbes, grietas y estallidos en un cometa.

• Título del artículo original: The pristine interior of comet 67P revealed by the combined Aswan outburst and cliff collapse
  Autores: M. Pajola, S. Höfner et al.
  Institución del primer autor: NASA Ames Research Center, Moffett Field, California, USA,
  Estado de la publicación: Publicado en Nature Astronomy, open access
  Astrobite original: Icy quake-y comet! por Bhawna Motwani

Los cometas nos cuentan historias.

Los cometas son científicamente interesantes de dos formas: 1) aprendiendo de que están hechos los cometas puede proveer información de una parte de la formación del sistema solar, en particular, la composición de la nebula solar en el momento en que estos objetos se han formado. 2) Sabemos que la mayoría de cometas están concentrados en un reservorio llamado la nube de Oort en las afueras del sistema solar, 100 mil veces más lejos que la distancia de la tierra al Sol. Seguramente estos objetos no se han formado allí, por lo cual comprender como estos objetos han llegado a ocupar este lugar nos abre una ventana a la dinámica de los planetas y objetos pequeños durante la evolución de la nebula Solar.

Hasta en los cometas hay derrumbes.

De vez en cuando, la influencia gravitacional de la galaxia envía uno de estos objetos, el cual ha estado tranquilamente en la nube de Oort por miles de millones de años, a incursionar el interior del sistema solar. Se especula que estos cuerpos se han formado hace 4.5 mil millones de años en regiones de la nebula solar donde las temperaturas eran lo suficientemente bajas como para permitir que moléculas de agua y otros compuestos volátiles se juntasen con granos de polvo. A medida que estos objetos empiezan a orbitar cada vez más cerca del Sol, la irradiación directa del Sol, induce estallidos en la superficie del cometa, causando perdida de material y erosión. A pesar que una gran cantidad de estudios ha intentado explicar como suceden estos estallidos, aún no tenemos muy claro como estos pueden ser causados.

En 2014, la misión Rosetta de la ESA alcanzó el cometa 67P, convirtiéndose en la primera misión capaz de acercarse y aterrizar en un cometa. Utilizando imágenes de esta misión, el artículo de hoy revela un estudio temporal de variaciones observadas en la superficie del cometa 67P, revelando evidencia clara de la ocurrencia de derrumbes en el cometa.

Figura 1: imágenes pre- (a, b, d y e) y post-colapso (c y f) del acantilado Aswan. Las flechas blancas indican la posición de la grieta previa al colapso y la nueva posición del borde del acantilado después del deslizamiento. El círculo blanco muestra la misma roca en todas las imágenes.

Hielo de hace miles de millones de años.

En el caso del cometa 67P, estudios anteriores han revelado que la superficie del cometa es muy oscura, donde la abundancia de hielo es de menos del 1%, sembrando dudas con respecto a la cantidad relativa de hielo y polvo que componen este objeto. Esto también genera inquietud de si en el interior de estos objetos la composición es igual al momento de su formación, o si se ha visto alterada termalmente a través del tiempo. Un análisis cronológico de imágenes de la superficie del cometa 67P, revela gran actividad en la superficie, asociada con el movimiento del acantilado “Aswan”. Comparando imágenes tomadas con apenas días de diferencia, se observa un aumento en la cantidad de escombros en la base del acantilado (Figura 1). Los autores sugieren que el acantilado se ha roto en pedazos exponiendo material sub-superficial.

Para determinar las propiedades de este material los autores utilizan imágenes multi-frecuencia, donde encuentran que el material sub-superficial parece ser más brillante que el material de la superficie. Esto sugiere que justo debajo de la superficie del cometa, se encuentra el hielo original, condensado de la nebula solar. Imágenes tomadas por Rosetta durante los siguientes dos años, muestran una disminución gradual de la reflectividad del material expuesto, consistente con la perdida progresiva de especies volátiles brillantes expuestas a la radiación solar directa.

¿Es la temperatura lo más importante?

En este trabajo, los autores demuestran que el acantilado Aswan tiene una ubicación bastante peculiar, donde la variación compleja entre la radiación solar directa y las sombras causadas por la irregularidad del terreno circundante,  pueden generar cambios repentinos de temperatura, lo cual podría haber sido la causa para el rompimiento del acantilado. A través de modelamiento térmico, los autores muestran variaciones de temperatura mayores a los cientos de grados por milímetro (Figura 2). Adicionalmente, la distribución espacial de las fracturas en la superficie del cometa 67P, hace evidente la necesidad de investigar la importancia del fraccionamiento termal de la superficie y su función en el moldeamiento de los cometas en general. A pesar de la gran contribución que puede tener este enorme gradiente térmico, otros factores también han de ser tenidos en cuenta, como la morfología local del terreno, variaciones gravitacionales o la presencia de otras grietas. Sin embargo, los autores son vehementes en su idea de que los efectos acumulados de las variaciones termales superficiales, amplificadas por el ciclo de día y noche, puede producir un estrés enorme en el terreno, lo cual podría generar fracturas y eventualmente afectar la superficie del cometa.

Figura 2: Mapa de temperaturas superficiales en la posición del acantilado Aswan y sus alrededores.