¿Qué es un cometa?
Un cometa es un pequeño objeto compuesto de hielo, polvo y roca que orbita el Sol. Cuando está lejos puede parecer un asteroide, porque solo se ve su núcleo oscuro y congelado. Al acercarse al Sol y calentarse, el hielo del núcleo empieza a sublimarse: pasa directamente a gas sin convertirse antes en líquido. El gas que escapa levanta polvo y forma una coma difusa alrededor del núcleo; la luz solar y el viento solar empujan después ese material hacia fuera y crean las colas.
Una cola no es, por tanto, una parte permanente del cometa. El mismo objeto puede perder actividad al alejarse del Sol y volver a mostrar únicamente su núcleo. «Cometa» no designa solo un objeto concreto como 67P o el cometa Halley, sino una categoría de cuerpos cuyos núcleos ricos en hielo pueden activarse al recibir calor solar.
- Núcleo Centro sólido que contiene hielo, polvo, roca y materia orgánica
- Coma Atmósfera temporal de gas sublimado y polvo alrededor del núcleo
- Dos colas Una cola de polvo curvada y una cola de iones dirigida en sentido contrario al Sol
- 200 años Límite de periodo orbital usado habitualmente para separar cometas de periodo corto y largo
¿En qué se diferencian el núcleo, la coma y las colas?
El núcleo es la parte sólida que contiene la mayor parte de la masa del cometa. Suele medir unos pocos kilómetros, aunque algunos son menores y otros mucho mayores. Su superficie no suele parecer un bloque de hielo brillante. En cometas que han pasado repetidamente junto al Sol, el polvo oscuro y el material orgánico que quedan al escapar el hielo pueden cubrirla. El hielo permanece oculto debajo o aparece expuesto en acantilados recién derrumbados y fracturas.
La coma es una nube enorme de moléculas y polvo liberados por el núcleo. Cerca del Sol puede crecer hasta miles de veces más que este, por lo que la mayor parte de la cabeza brillante y difusa que vemos por un telescopio es coma, no núcleo. La radiación ultravioleta y el viento solar ionizan las moléculas de la coma, mientras el polvo refleja la luz del Sol. Analizar la luz de la coma y las colas en diferentes longitudes de onda permite identificar qué materiales salen del núcleo.
¿Por qué la cola de un cometa no siempre queda detrás de su movimiento?
La cola de polvo nace de la presión que ejerce la luz solar sobre pequeños granos. Las diferencias de tamaño y velocidad dispersan las partículas en una cola amplia y suavemente curvada a lo largo de la órbita del cometa. Suele verse blanca o amarillenta, y sus partículas pueden permanecer durante mucho tiempo cerca del recorrido por el que pasó el cometa.
La cola de iones se forma cuando el gas con carga eléctrica es arrastrado por el viento solar y el campo magnético del Sol. Suele ser más recta y azulada, y apunta casi exactamente en dirección opuesta al Sol. Cuando un cometa gira alrededor del Sol y vuelve hacia el exterior, su cola puede incluso parecer situada por delante de su movimiento. La dirección depende de su relación con el Sol, no solo de la trayectoria que recorre.
Las colas de un cometa no son el rastro de su velocidad, sino el registro de su interacción con el Sol. Aunque el cometa cambie de dirección, ambas siguen extendiéndose en general en sentido contrario al Sol.
¿De dónde vienen los cometas de periodo corto y largo?
Un cometa con un periodo orbital inferior a 200 años suele clasificarse como cometa de periodo corto. Se cree que muchos comenzaron como objetos helados del cinturón de Kuiper o del disco disperso, más allá de Neptuno, y que la gravedad de los planetas gigantes perturbó sus órbitas hacia el interior. Júpiter puede modificar de forma drástica la órbita de un cometa cercano, por lo que objetos de periodo corto fuertemente influidos por él, como 67P, se denominan cometas de la familia de Júpiter.
Los cometas de periodo largo recorren órbitas que duran entre cientos y millones de años y entran en el sistema solar interior desde muchas direcciones. Para explicar esta distribución, se infiere que en los confines del sistema solar existe un depósito casi esférico de cuerpos helados: la nube de Oort. La gravedad de estrellas pasajeras y de la Vía Láctea puede alterar levemente sus órbitas y enviar algunos objetos hacia el Sol. Los cuerpos de la nube de Oort no han sido fotografiados ni catalogados directamente a esas distancias, por lo que su estructura y alcance se deducen de las órbitas cometarias y de los modelos de formación.
¿Es realmente un cometa una «bola de nieve sucia»?
| Zona | Materiales principales y estado | Precaución al observar |
|---|---|---|
| Superficie del núcleo | Corteza de polvo oscuro, minerales y materia orgánica | Una superficie oscura no significa que no exista hielo en el interior. |
| Interior del núcleo | Hielos de agua, dióxido de carbono, monóxido de carbono y otros compuestos, mezclados con polvo y huecos | Las proporciones y capas cambian de un cometa a otro y no proceden todas de perforaciones directas. |
| Coma | Gas, polvo y moléculas orgánicas liberados por el núcleo | La composición puede variar con la distancia al Sol, la rotación y la estación. |
| Colas | Granos de polvo de distintos tamaños y gas ionizado | La longitud de una cola no representa directamente el tamaño del núcleo ni la masa total. |
El modelo de la «bola de nieve sucia» propuesto por Fred Whipple acertó en la idea central: un núcleo con hielo y polvo se activa al calentarse por el Sol. Sin embargo, las observaciones de naves espaciales han mostrado que los cometas son mucho más complejos que bolas de hielo uniformes y sólidas. El núcleo puede ser extremadamente oscuro y poroso, con agregados y capas de hielo y polvo unidos débilmente, acantilados fracturados y conductos de emisión.
¿Cómo cambió Rosetta nuestra comprensión de los cometas?
La nave Rosetta de la ESA acompañó a 67P/Churyumov–Gerasimenko entre 2014 y 2016 mientras se acercaba al Sol y después se alejaba. Su módulo Philae alcanzó la superficie del núcleo. El núcleo de 67P está formado por dos lóbulos unidos y tiene una densidad media muy inferior a la del agua, lo que revela una estructura porosa con abundante espacio vacío en su interior.
Rosetta observó que, aunque casi toda la superficie parecía oscura y seca, había hielo de agua debajo. Según la iluminación y la rotación, el hielo se sublimaba y volvía a condensarse en un ciclo. La misión también detectó agua, monóxido de carbono, dióxido de carbono y varias moléculas orgánicas. Estos resultados muestran que un cometa no es un simple bloque de hielo de agua, sino un objeto cambiante en el que actúan conjuntamente el calor, el flujo de gas, el movimiento del polvo y el derrumbe de acantilados.
¿Cómo cambia un cometa en cada vuelta al Sol?
Cada aproximación al Sol elimina hielo volátil y polvo, por lo que la superficie, la rotación y la órbita de un cometa pueden cambiar poco a poco. Los chorros de conductos concretos empujan el núcleo como pequeños cohetes, mientras el estrés térmico y una rotación rápida pueden provocar grietas o fragmentación. Un cometa que pase rozando el Sol puede desintegrarse por completo o evaporarse.
Cuando la Tierra atraviesa una franja de polvo dejada por un cometa, las partículas brillan en la atmósfera y producen una lluvia de meteoros. En cambio, un núcleo que ha perdido casi todo su hielo y cesado su actividad puede parecer un asteroide oscuro. La frontera entre asteroides y cometas es menos nítida de lo que sugiere una sola etiqueta de material; la clasificación práctica combina órbita, actividad, espectro y detección de gas.
¿Llevaron los cometas agua y vida a la Tierra primitiva?
Los cometas conservan material remanente de la formación del Sol y los planetas hace unos 4.600 millones de años, lo que permite estudiar la temperatura y la química del sistema solar temprano. La misión Stardust de la NASA trajo a la Tierra polvo del cometa Wild 2, y en las muestras se encontraron glicina de origen extraterrestre y minerales formados a altas temperaturas. Esto demuestra que el material cometario no permaneció aislado en el frío sistema solar exterior, sino que registra una mezcla a gran escala durante la formación.
Sin embargo, no debemos considerar los cometas cápsulas del tiempo que conservan intacto su aspecto inicial. Los que han pasado muchas veces junto al Sol sufrieron calentamiento y erosión, y las proporciones de agua y compuestos orgánicos difieren entre ellos. La relación de isótopos de hidrógeno en el agua de 67P no coincide con la de los océanos terrestres. Es posible que cometas y asteroides llevaran agua y materia orgánica a la Tierra joven, pero eso no implica que la mayor parte del océano proceda de un único grupo de cometas ni que encontrar una molécula orgánica equivalga a encontrar vida.
¿Qué preguntas quedan por resolver sobre los cometas?
La mayoría de los cometas estudiados de cerca hasta ahora son objetos de periodo corto que han pasado muchas veces junto al Sol. Todavía no hemos podido compararlos suficientemente con cometas de periodo largo que llegan por primera vez desde la nube de Oort, cartografiar cómo se distribuyen el hielo y los huecos en el interior profundo del núcleo, ni determinar qué materiales inician y detienen las erupciones. La misión Comet Interceptor de la ESA se prepara para observar desde varias direcciones un cometa que apenas haya visitado el sistema solar interior, o un objeto interestelar, y estudiar estas diferencias.
Un cometa es a la vez un registro de la formación del sistema solar y un objeto que continúa cambiando hoy. Distinguir el núcleo, la coma y las dos colas, y considerar cuándo y a qué distancia del Sol se hizo cada observación, permite leer tanto el pasado antiguo como la actividad presente que conserva el cometa.