En Rosetta hay "pozos" que generan chorros de polvo

Rosetta lleva vigilando la actividad del cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko durante más de un año, observando cómo crece su halo de polvo y gas a medida que el cometa se acerca al Sol siguiendo su órbita.

Desde una distancia de unos pocos cientos de kilómetros,  Rosetta observa un intrincado patrón de chorros de polvo emitidos por el núcleo, que se dispersan en el espacio. Pero ahora, gracias a las imágenes en alta resolución de la cámara OSIRIS obtenidas el pasado año, a solo entre 10 y 30 kilómetros del centro del cometa, al menos algunos de estos chorros de polvo se pueden asociar a puntos específicos de la superficie. Es la primera vez que se consigue.

En un estudio publicado, el 1 de Julio, en la revista científica Nature,  han sido identificado 18 agujeros casi circulares en el hemisferio norte del cometa, y en algunos se observa una actividad continua.

El diámetro de estos pozos oscila entre pocas decenas y pocos cientos de metros; su fondo es un suelo suave, cubierto de polvo, a una profundidad de hasta 210 metros bajo la superficie.  De los pozos más activos se ve cómo sale material a chorros.

“Vemos chorros saliendo de las grietas de la paredes de los agujeros. Estas fracturas significan que los componentes volátiles atrapados bajo la superficie se calientan más fácilmente, y salen al espacio”, dice Jean-Baptiste Vincent, del Max Planck Institute for Solar System Research, autor principal del estudio.

Los científicos que analizan las imágenes creen que los pozos se forman cuando el techo de una cavidad bajo la superficie se vuelve demasiado fino para soportar su propio peso, y colapsa. Esto hace que quede expuesto el interior agrietado del cometa, y permite que se sublime material que de otra manera permanecería oculto -lo que a su vez sigue erosionando el interior del pozo-.

“Aunque creemos que el colapso que da lugar a los pozos es repentino, la cavidad original en la porosa superficie del cometa podría llevar creciendo mucho más tiempo”, afirma el co-autor Sebastien Besse, del centro tecnológico de la ESA, ESTEC, en Holanda.  

Los autores sugieren tres posibles procesos de formación para los agujeros. 

Una idea es que han existido desde la propia formación del cometa, como resultado de choques a muy baja velocidad entre bloques primordiales de material de decenas a cientos de metros de tamaño. El colapso del techo de estos huecos podría ser provocado por el debilitamiento de la superficie, quizá por sublimación o sacudidas sísmicas, o por impactos de cantos procedentes de otras regiones del cometa.  

Otra posibilidad es la sublimación directa de compuestos volátiles bajo la superficie, como el dióxido de carbono y el monóxido de carbono, calentados por la cálida luz del Sol que penetra la capa superior de polvo, aislante. 

Alternativamente, la sublimación podría estar impulsada por la energía liberada por hielo de agua que cambia su estado físico, de amorfo a cristalino, y después sublima el hielo circundante, más volátil, de dióxido de carbono y monóxido de carbono.

Si cualquiera de los últimos dos procesos es el que forma los pozos, entonces el hecho de que estos no se observen por todas partes podría indicar una distribución irregular del hielo en el interior del cometa.

“Independientemente del proceso de formación de los pozos, estas características nos muestran que hay grandes diferencias estructurales y/o de composición en los primeros cientos de metros bajo la superficie del cometa, y los agujeros exponen materiales relativamente poco procesados que de otra manera podrían no ser visibles”, añade Sebastien.

Los autores observan que las características internas de las paredes de los pozos varían significativamente de pozo a pozo, e incluyen materiales fracturados, balcones, capas horizontales y estrías verticales, y/o estructuras globulares apodadas piel de gallina.

“Creemos que podríamos usar los pozos para caracterizar las edades relativas de la superficie del cometa: cuanto más agujeros haya en una región, más joven y menos procesada es la superficie”, explica Jean-Baptiste.

“Esto ha sido confirmado por observaciones recientes en el hemisferio sur, que está más procesado porque recibe más energía que el hemisferio norte, y no parece mostrar pozos similares”.

Los pozos activos muestran una pendiente muy pronunciada, mientras que aquellos en los que no se observa actividad son menos profundos y podrían indicar que la región fue más activa en el pasado. El equipo sugiere que los pozos activos son más jóvenes, mientras que los de edad intermedia muestran en sus fondos cantos desprendidos de los laterales. En cambio los pozos más antiguos tienen bordes degradados y están llenos de polvo.

“Seguimos analizando nuestras observaciones, para ver si esta teoría se mantiene y si esta serie temporal se relaciona con la evolución de la temperatura interna del cometa, por ejemplo”, añade Sebastien.

“Pero creemos que la mayor parte de los agujeros activos existen desde hace ya varias órbitas alrededor del Sol; de lo contrario habríamos visto con Rosetta un cierto número de explosiones, a medida que colapsan sus techos”

Rosetta sí presenció una de estas explosiones durante su acercamiento al cometa en abril 2014, una explosión que se cree que generó entre 1000 kg y 100 000 kg de material. Los autores afirman que podría haber sido provocada por el colapso de un pozo, pero solo una pequeña parte del volumen total de un pozo típico se podría haber liberado entonces.

Por ejemplo, dada la densidad media medida del cometa, de 470 Kg por metro cúbico, la rápida evacuación de un pozo típico de 140 metros de anchura y 140 metros de profundidad liberaría alrededor de mil millones de kilogramos de material, una cantidad varias órdenes de magnitud superior a lo observado en abril de 2014.

“Estamos muy interesados en ver cómo evolucionan estos pozos activos, y tal vez incluso seamos testigos de la formación de un nuevo pozo”, dice Matt Taylor, jefe científico de Rosetta, de la ESA.

“Ser capaz de observar cambios en el cometa, en especial vinculando la actividad a las características de la superficie, es una de las habilidades clave de Rosetta, y nos ayudará a entender cómo han evolucionado el interior del cometa y su superficie desde su formación”.

“Y con la extensión de la misión hasta septiembre de 2016 podemos hacer el mejor de los trabajos posibles, para desvelar cómo funciona un cometa”. 

Nota a los editores

“Large heterogeneities in comet 67P as revealed by active pits from sinkhole collapse”, por Jean-Baptiste Vincent et al, se ha publicado en Nature.

Sobre OSIRIS

El sistema de imágenes científicas OSIRIS ha sido construido por un consorcio dirigido por el Max Planck Institute for Solar System Research (DE) en colaboración con CISAS; University of Padova (IT); el Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (FR); el Instituto de Astrofísica de Andalucía, CSIC (ES); ESA’s Scientific Support Office (NL); el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (ES); la Universidad Politécnica de Madrid (ES); el Department of Physics and Astronomy of Uppsala University (SE); y el  Institute of Computer and Network Engineering of the TU Braunschweig (DE). OSIRIS ha sido financiado por agancias nacionales de financiación de Alemania (DLR), Francia (CNES), Italia (ASI), España (MEC) y Suecia (SNSB), el Directorado Técnico de la ESA. 

Sobre Rosetta


Rosetta es una misión de la ESA con aportaciones de los Estados Miembros y de la NASA. El módulo de aterrizaje de Rosetta, Philae, ha sido construido por un consorcio liderado por DLR, MPS, CNES y ASI.

Para más información:

Markus Bauer








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Jean-Baptiste Vincent
Max Planck Institute for Solar System Research, Gottingen, Germany
Email: vincent@mps.mpg.de

Sebastien Besse
ESA–ESTEC
Email: sebastien.besse@esa.int

Matt Taylor

ESA Rosetta project scientist

Email: matt.taylor@esa.int