Rosetta desvela el ciclo del agua en el cometa

Los cometas son cuerpos celestes formados por una mezcla de polvo y hielo, que mudan de forma periódica cuando pasan por el tramo más próximo al Sol de sus trayectorias elípticas. 

Cuando el Sol calienta el núcleo congelado de un cometa, sus hielos – principalmente de agua, pero también de otros compuestos volátiles como el monóxido o el dióxido de carbono – pasan directamente a estado gaseoso. 

Este gas se aleja del cometa, arrastrando consigo partículas de polvo. Juntos, el polvo y el gas forman el brillante halo y las características colas de los cometas.

Rosetta llegó al cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko en agosto de 2014, y ha estado estudiándolo de cerca desde aquella. El 13 de agosto de 2015 el cometa pasó por el punto más próximo al Sol de su trayectoria, y ahora se dirige de vuelta al Sistema Solar exterior. 

Uno de los principales objetivos científicos de la misión Rosetta es comprender los mecanismos que regulan la actividad y las emisiones del cometa, y para ello se está estudiando cómo evoluciona el entorno de 67P desde la llegada de la sonda europea. 

El equipo de científicos encargado del Espectrómetro Térmico en el Visible y en el Infrarrojo (VIRTIS) de Rosetta ha detectado una región en la superficie del cometa en la que el agua congelada aparece y desaparece en sincronía con la rotación de 67P/Churyumov-Gerasimenko. Los resultados de este estudio se publicaron ayer en la revista Nature. 

“Hemos descubierto un mecanismo que cubre la superficie del cometa con hielo fresco en cada rotación, lo que mantiene ‘vivo’ al cometa”, explica María Cristina De Sanctis del INAF-IAPS de Roma, Italia, autora principal de este estudio.

Su equipo estudió los datos recogidos por Rosetta en septiembre de 2014, centrándose en una región de un kilómetro cuadrado situada en el ‘cuello’ del cometa. Por aquel entonces, el cometa se encontraba a unos 500 millones de kilómetros del Sol y su cuello era una de sus regiones más activas. 

El cometa tarda un poco más de 12 horas en dar una vuelta completa sobre sí mismo, y mientras gira, sus diferentes regiones experimentan distintas condiciones de iluminación. 

“Encontramos las huellas del agua congelada en los espectros de esta región, pero sólo cuando se encontraba a la sombra”, aclara María Cristina. 

“Cuando el Sol la volvía a iluminar, el hielo desaparecía. Esto indica que el hielo de agua está experimentando cambios cíclicos asociados con la rotación del cometa”. 

Los datos sugieren que el agua congelada en la superficie y a unos pocos centímetros bajo ella se ‘sublima’ cuando recibe la luz del Sol, transformándose en gas que escapa del cometa. Cuando el cometa gira y esta misma región se queda a la sombra, la superficie se vuelve a enfriar rápidamente.

Sin embargo, parece que las capas del subsuelo mantienen parte del calor que recibieron durante las horas de iluminación, y el hielo se sigue sublimando bajo la superficie, abriéndose paso a través del interior poroso del núcleo del cometa. 

En cuanto estos vapores ‘subterráneos’ llegan a la gélida superficie, se congelan de nuevo, creando una fina capa de hielo fresco. 

Finalmente, cuando el Sol vuelve a iluminar esta región al día siguiente, los cristales de hielo recién formados son los primeros en sublimar y escapar del cometa, reiniciando el ciclo. 

“Sospechábamos que existía un ciclo de estas características en los cometas, basándonos en los modelos teóricos y en las observaciones de otros cometas, pero ahora, gracias al exhaustivo estudio del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko que está realizando Rosetta, por fin tenemos pruebas firmes de su existencia”, explica Fabrizio Capaccioni, investigador principal de VIRTIS en el INAF-IAPS de Roma, Italia. 

A partir de estos datos, se puede estimar la abundancia relativa de agua en el cometa. A una profundidad de unos pocos centímetros en la región estudiada, el agua congelada constituye un 10-15% de la materia, y parece estar bien mezclada con otras sustancias. 

Los científicos también han calculado cuánto vapor de agua estaba emitiendo la región que analizaron con VIRTIS, y descubrieron que era un 3% de las emisiones totales del cometa, determinadas por el sensor de microondas MIRO de Rosetta.

“Es posible que muchas regiones de la superficie del cometa estén experimentando el mismo tipo de comportamiento cíclico, realizando una contribución adicional a las emisiones del cometa”, añade Capaccioni. 

Los científicos ya están analizando los datos recogidos por VIRTIS en los meses posteriores, cuando la actividad del cometa aumentó de forma sustancial mientras pasaba por el tramo más próximo al Sol de su trayectoria. 

“Estos primeros resultados nos permiten echar un vistazo a lo que está ocurriendo bajo la superficie, en el interior del cometa”, concluye Matt Taylor, científico del proyecto Rosetta para la ESA. 

“Rosetta es capaz de detectar cambios en el cometa a corto y a largo plazo, por lo que estamos deseando juntar todos estos datos para comprender cómo han evolucionado éste y muchos otros cometas”.

Nota a los Editores 

“The diurnal cycle of water ice on comet 67P/Churyumov-Gerasimenko”, de María Cristina De Sanctis et al. fue publicado el 24 de septiembre de 2015 en la revista Nature. 

Los resultados están basados en las imágenes y en los espectros tomados por VIRTIS en las longitudes de onda del infrarrojo y de la luz visible entre los días 12 y 14 de septiembre de 2014. 

Estos resultados se presentarán la semana que viene en el Congreso Europeo de Ciencias Planetarias, que se celebrará del 27 de septiembre al 2 de octubre de 2015 en Nantes, Francia.

Rosetta 

Rosetta es una misión de la ESA en la que participan sus Estados miembros y la NASA. El módulo de aterrizaje Philae fue desarrollado por un consorcio dirigido por el DLR, MPS, CNES y ASI.

Para más información:

Maria Cristina De Sanctis
INAF-IAPS, Rome, Italy
Email: mariacristina.desanctis@iaps.inaf.it

Fabrizio Capaccioni
VIRTIS principal investigator
INAF-IAPS, Rome, Italy
Email: fabrizio.capaccioni@iaps.inaf.it

Matt Taylor
ESA Rosetta Project Scientist
Email: matt.taylor@esa.int

Markus Bauer 



ESA Science and Robotic Exploration Communication Officer




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