El cometa Catalina sugiere que los cometas entregaron carbono a los planetas rocosos

Ilustración de un cometa de la Nube de Oort a su paso por el Sistema Solar Interior con polvo y gas que se evaporan en su cola. Las observaciones de SOFIA del cometa Catalina revelan que es rico en carbono. Esto sugiere que los cometas entregaron carbono a los planetas terrestres como la Tierra y Marte durante su formación en el Sistema Solar temprano.
Créditos: NASA / SOFIA / Lynette Cook
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A principios de 2016, un visitante helado del borde de nuestro Sistema Solar pasó a toda velocidad por la Tierra. Se hizo visible brevemente para los observadores de estrellas como el cometa Catalina antes de que pasara junto al Sol. Luego desapareció para siempre fuera del Sistema Solar.

Entre los muchos observatorios que capturaron una vista de este cometa, que apareció cerca de la Osa Mayor, estaba el Observatorio Estratosférico de Astronomía Infrarroja. Es el telescopio de la NASA en un avión. Usando uno de sus instrumentos infrarrojos únicos, SOFIA pudo identificar una huella digital familiar dentro del resplandor polvoriento de la cola del cometa: el carbono.

Ahora, este visitante único de nuestro Sistema Solar Interior está ayudando a explicar más sobre nuestros propios orígenes. Se hace evidente que cometas como Catalina podrían haber sido una fuente esencial de carbono en los planetas rocosos durante la formación temprana del Sistema Solar. Los nuevos resultados de SOFIA, un proyecto conjunto de la NASA y el Centro Aeroespacial Alemán, se publicaron recientemente en el Planetary Science Journal.

«El carbono es clave para aprender sobre los orígenes de la vida», dijo el autor principal del artículo, Charles «Chick» Woodward. Él es Astrofísico y Profesor del Instituto de Astrofísica de Minnesota de la Universidad de Minnesota, en Minneapolis. «Todavía no estamos seguros de si la Tierra podría haber atrapado suficiente carbono por sí sola durante su formación. Entonces los cometas ricos en carbono podrían haber sido una fuente importante que entregase este elemento esencial que llevó a la vida tal como la conocemos».

Congelado en el tiempo

Originarios de la Nube de Oort en los confines más lejanos de nuestro Sistema Solar, el cometa Catalina y otros de su tipo tienen órbitas tan largas que llegan a nuestro umbral celestial relativamente inalterados. Esto los congela efectivamente en el tiempo, ofreciendo a los investigadores oportunidades excepcionales para aprender sobre el Sistema Solar primitivo del que provienen.

Las observaciones infrarrojas de SOFIA pudieron capturar la composición del polvo y el gas a medida que se evaporaba del cometa, formando su cola. Las observaciones mostraron que el cometa Catalina es rico en carbono, lo que sugiere que se formó en las regiones exteriores del Sistema Solar primordial. Esta última, contenía un depósito de carbono que podría haber sido importante para sembrar la vida.

El carbono es un ingrediente clave de la vida. La Tierra primitiva y otros planetas terrestres del Sistema Solar Interior estaban tan calientes durante su formación que elementos como el carbono se perdieron o agotaron. Los gigantes gaseosos más fríos como Júpiter y Neptuno podrían soportar carbono en el Sistema Solar Exterior. Pero el tamaño enorme de Júpiter puede haber bloqueado gravitacionalmente el carbono para que no se vuelva a mezclar con el Sistema Solar Interior. Entonces, ¿cómo evolucionaron los planetas rocosos internos hacia los mundos ricos en carbono que son hoy?

Mezcla primordial

Los investigadores creen que la explicación es un ligero cambio en la órbita de Júpiter. Esto permitió que los pequeños precursores tempranos de los cometas mezclaran el carbono de las regiones externas con las regiones internas. De esa manera se incorporó el carbono a planetas como la Tierra y Marte. La composición rica en carbono del cometa Catalina ayuda entonces a dar una explicación a la pregunta. ¿Cómo los planetas que se formaron en las regiones cálidas y pobres en carbono del Sistema Solar temprano evolucionaron a planetas con el elemento que sustenta la vida?

“Todos los mundos terrestres están sujetos a impactos de cometas y otros cuerpos pequeños, que transportan carbono y otros elementos”, dijo Woodward. «Nos estamos acercando a comprender exactamente cómo estos impactos en los primeros planetas pueden haber catalizado la vida».

Se necesitan observaciones de nuevos cometas adicionales para saber si hay muchos otros cometas ricos en carbono en la Nube de Oort. Eso respaldaría aún más que los cometas entregaron carbono y otros elementos que sustentan la vida a los planetas terrestres. 

SOFIA es un proyecto conjunto de la NASA y el Centro Aeroespacial Alemán. El Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley de California gestiona el programa SOFIA, la ciencia y las operaciones de la misión. Lo hace en cooperación con la Asociación de Investigación Espacial de Universidades, en Columbia, Maryland, y el Instituto Alemán SOFIA de la Universidad de Stuttgart. La aeronave es mantenida y operada por el Armstrong Flight Research Center Building 703 de la NASA, en Palmdale, California.

Fuente:   Centro de Investigación Ames de la NASA.

Artículo original: «Comet Catalina Suggests Comets Delivered Carbon to Rocky Planets«. Editor: Kassandra Bell. March 5, 2021.

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