¿Qué tan brillante se volverá el Cometa Leonard?

Examinamos las circunstancias y expectativas para la aparición actual del cometa Leonard, que puede convertirse en el cometa más brillante del año.

Si bien el Cometa Leonard es ahora visible al comienzo del crepúsculo matutino para los observadores en latitudes medias del Hemisferio Norte, a partir de mediados de Diciembre será visible desde el Hemisferio Sur.

Imagen tomada de forma remota desde Nuevo México el 10 de Octubre de 2021. El cometa parece bastante polvoriento, mostrando un abanico de polvo de 4 ‘de largo hacia el norte, magnitud aproximada 12,5.  Ahora con magnitud 12 y moderadamente condensado, el cometa es lo suficientemente brillante como para que los aficionados lo busquen antes del amanecer.
Crédito: Michael Matiazzo.

No es fácil predecir el brillo de un cometa recién descubierto. Los astrónomos a menudo usan la fórmula de la ley de potencias para hacer pronósticos de visibilidad, pero una ecuación puede no tener en cuenta la imprevisibilidad esencial de un cometa. Estos fósiles frágiles y helados no solo experimentan explosiones y desintegraciones sorpresivas, sino que su brillo puede variar radicalmente dependiendo de algo tan simple como el ángulo de visión.

El cometa Leonard se mueve rápidamente hacia el sureste a través del cielo matutino a principios de Diciembre, desapareciendo en el resplandor solar el día 12. Las posiciones se muestran cada tres días con estrellas de magnitud 6.
Crédito: Stellarium con adiciones de Bob King.

Con esto en mente, echemos un vistazo a la próxima aparición del cometa Leonard (C / 2021 A1). El especialista senior en investigación Greg Leonard del Observatorio Mt. Lemmon descubrió la mancha de magnitud 19 el 3 de Enero de 2021, exactamente un año antes del perihelio. Los cálculos orbitales revelaron que el objeto había pasado los últimos 35.000 años dirigiéndose hacia el Sol después de alcanzar el afelio a la escalofriante distancia de alrededor de 3.500 au (unidades astronómicas). El cometa Leonard volverá a pasar cerca del Sol el 3 de Enero de 2022, a 0,62 au. Dos semanas antes de ello, en Diciembre 12, hará su aproximación máxima a la Tierra a 34,9 millones de kilómetros.

El cometa Kohoutek (C / 1973 E1) brilló rápidamente a gran distancia del Sol, lo que llevó a algunos astrónomos a predecir que se convertiría en una vista espectacular en Enero de 1974. Resultó que el cometa era «nuevo», ya que nunca antes había pasado cerca del Sol. 
Solo se sublimaron sus volátiles hielos superficiales, lo que provocó un aumento temporal que avivó expectativas poco realistas.

Crédito: NASA.

Es una buena noticia que el cometa Leonard haya pasado antes por el Sistema Solar interior. Ese viaje y quizás otros en el pasado remoto permitieron que sus hielos más volátiles se vaporizaran. Los cometas nuevos a menudo se vuelven inusualmente brillantes incluso a grandes distancias cuando el hielo fresco se sublima en un frenesí. Esto puede inflar artificialmente su brillo previsto durante la aproximación solar y generar expectativas poco realistas. A menudo, estos estallidos tempranos simplemente se esfuman, y sigue una aparición mediocre. Por así decirlo, las predicciones de brillo del cometa Leonard pueden ser más fiables.

El año pasado, el cometa NEOWISE (C / 2020 F3) se convirtió en una vista magnífica, convirtiéndose en el cometa más brillante en decorar el cielo desde McNaught (C / 2006 P1) en 2007. Este año ha presenciado una escasez de objetos a simple vista, la razón por la que muchos de nosotros esperamos con ansias al cometa Leonard, que puede alcanzar una magnitud 4 o más en Diciembre.

Este mapa traza la trayectoria del cometa Leonard durante su lento viaje a través del sur de la Osa Mayor cerca de la estrella de quinta magnitud 61 Ursae Majoris (61 UMa en el mapa del buscador aquí) todas las noches hasta el 29 de Octubre. Las estrellas más brillantes están etiquetadas con magnitudes y se omiten los decimales. Los detalles de la carta aparecen en la parte superior izquierda.
Crédito: Megastar, usado con permiso.

A mediados de Octubre, el cometa brilla alrededor de la magnitud 12 en el sur de la Osa Mayor y se encuentra a casi 30° de altura al comienzo del crepúsculo matutino para los observadores en latitudes medias del norte. Se dirige lentamente hacia el este, cruzando Canes Venatici el 11 de Noviembre y Coma Berenices más tarde ese mes, sin dejar de iluminarse. A mediados de Noviembre, el cometa puede alcanzar una magnitud de 10, poniéndolo dentro del alcance de un telescopio de 6 pulgadas. Al final del mes, debería ser fácilmente visible con binoculares de 50 mm alrededor de la séptima magnitud.

Las cosas se calientan mucho en Diciembre. Leonard pasa aproximadamente 1,5° al oeste del cúmulo globular brillante M3 el 2 de Diciembre y aproximadamente 1° al este el 3, luego se desplaza unos 5° al norte de Arcturus el 6. A principios de mes debería rondar cerca de la magnitud 5,5 y convertirse en un objeto tenue a simple vista. Tener a Arcturus cerca facilitará que los observadores menos experimentados encuentren y sigan al cometa.

En otra imagen tomada el 10 de octubre de 2021, el cometa Leonard brilló con una magnitud de 12,3 con una coma de 3,8′ de diámetro y una cola de 5′ puntiaguda en PA 340-330°.
Crédito: Michael Jäger.

Los observadores pueden echar un último vistazo a Leonard inmerso en el crepúsculo matutino del 12 de Diciembre, y cerca del brillo máximo, antes de que transite hacia el cielo del anochecer. Afortunadamente, la Luna estará ausente durante la mayor parte de su aparición matutina.

Desde mediados de Diciembre en adelante, el cometa Leonard se desvanece mientras permanece obstinadamente bajo en el cielo del suroeste al anochecer para los observadores del centro norte. Mientras tanto, las condiciones mejoran para los observadores del cielo del hemisferio sur a medida que aumenta la elongación solar del cometa. Con energía a través de Sagitario y Microscopium, termina el año en sexta magnitud en Piscis Austrinus.

En este momento, Leonard luce una pequeña pero exuberante cola de polvo. Si su tasa de producción de polvo aumenta en las próximas semanas a medida que el cometa se acerca al Sol y se vuelve más activo, dos circunstancias especiales (un cruce de un plano orbital y un ángulo de fase alto) pueden aumentar su brillo por encima de las predicciones.

Cuando la Tierra cruce la órbita del cometa el 8 de Diciembre, es posible que veamos una mejora en el brillo y una tenue anticola.
Crédito:
JPL- Horizons con adiciones de Bob King.

El astrónomo aficionado Michael Mattiazzo, creador de la página de inicio de Cometas del Sur, señala que el 8 de Diciembre la Tierra cruzará el plano orbital del cometa. Luego, los observadores del hemisferio norte verán la cola y el rastro polvoriento de Leonard de canto, lo que debería hacer que la cola se estreche y se ilumine un poco a medida que las partículas cometarias se apilan a lo largo de su longitud, de la misma manera que vemos la banda gruesa de la Vía Láctea desde nuestro punto de vista dentro del plano galáctico.

El cometa Lulin (C / 2007 N3) exhibe un anti-cola (izquierda) el 31 de Enero de 2009, aproximadamente cuando la Tierra pasó por el plano orbital del cometa. Una cola de iones se extiende hacia la derecha.
Crédito:
Joseph Brimacombe.

Los observadores también deben estar interesados ​​en buscar una anti cola, un apéndice angosto en forma de espiga que apunta en la dirección opuesta a la de la cola. Las anti colas se forman cuando vemos partículas de polvo cometario más grandes depositadas a lo largo de la órbita del cometa.

La dispersión hacia adelante de las partículas de polvo en un cometa aumenta a medida que aumenta el ángulo de fase (β). Esto puede provocar un aumento en el brillo del objeto. Cuanto más alineado esté el cometa con el Sol, mayor será el aumento potencial. El ángulo de dispersión relacionado, llamado Theta (θ), disminuye a medida que aumenta β.
Crédito: Bob King.

Curiosamente, el ángulo de fase del cometa Leonard ( ángulo Sol-cometa-Tierra) puede desempeñar un papel crucial en la elevación de su brillo durante gran parte de Diciembre. Cuanto mayor sea el ángulo, hasta un máximo de 180°, más alineado estará el cometa con el Sol. La luz del sol que brilla a través de una nube de partículas finas como el polvo de un cometa se dispersa hacia el observador. Vemos el mismo efecto en el aliento húmedo en un día frío, las estelas de condensación y los bordes de las nubes.

A continuación, se muestran tres ejemplos de retroiluminación o dispersión frontal. De izquierda a derecha: los bordes brillantes de las nubes que cubren el Sol; aliento en un día frío, y el cometa McNaught a la luz del día el 13 de Enero de 2007, cuando su ángulo de fase era de 145°.
Crédito: Bob King (nubes, aliento) / Mark Vornhusen, CC BY-SA 3.0

En 2006, el ángulo de fase del cometa McNaught alcanzó los 149° y el brillo del cometa aumentó en más de dos magnitudes, haciéndolo visible a la luz del día. El ángulo de fase (β) del cometa Leonard será superior a 120° del 9 al 22 de Diciembre, con un β máximo de 160° el 14 de Diciembre. Esto podría resultar en una dispersión hacia adelante significativa y un aumento posterior en el brillo. En su ángulo de fase pico, el cometa se hundirá profundamente en el crepúsculo vespertino a solo 15° del Sol, pero una geometría favorable puede mejorar brevemente su visibilidad.

Este gráfico de curvas de luz presenta tres posibles escenarios para el cometa Leonard. Los cuatro puntos de datos azules y múltiples negros son observaciones de la Base de datos de observación de cometas (COBS) y del Minor Planet Center (MPC), respectivamente. La curva gris se calcula en base a la Circular Electrónica de Planetas Menores (MPEC) original para el cometa o los últimos valores del MPC. La curva roja se deriva de observaciones recientes de COBS / MPC, mientras que el pico verde incluye los efectos de la dispersión hacia adelante.
Crédito: Gideon van Buitenen / astro.vanbuitenen.nl/comet/2021A1.

A continuación se muestran las predicciones de Mattiazzo para un posible aumento de brillo relacionado con el ángulo de fase basado en circunstancias similares durante la aparición de McNaught. Recuerde, no hay garantías. Si bien la apariencia actual de Leonard es motivo de optimismo, realmente no sabemos aún qué tan polvoriento estará o se volverá el cometa. Y la producción de polvo marca la diferencia en lo que respecta al ángulo de fase. Además, el aumento de McNaught coincidió con el perihelio cuando estaba más activo, mientras que Leonard todavía estará un par de semanas antes de su acercamiento máximo al Sol.

10 y 20 de diciembre : β = 130 ° / + aumento de 1.0 magnitud a la tercera magnitud.
12 y 17 de diciembre : β = 145 ° / + aumento de 2 magnitudes a la segunda magnitud.
14 de diciembre : β = 160 ° / + aumento de 3.5 magnitudes a primera magnitud.

Si bien esperamos ver una excelente aparición aquí en la Tierra, los Venusinos pueden presenciar una rara lluvia de meteoritos. Leonard cruzará la órbita del planeta el 17 de Diciembre. Dos días después, Venus pasa a solo 4 millones de kilómetros del rastro de polvo de Leonard, ¡lo suficientemente cerca para atravesarlo!

El cometa Leonard no será la segunda venida de NEOWISE, pero espero que tenga sorpresas guardadas. Esté atento a más informes y mapas en las próximas semanas.

Recursos: Weekly Bright CometsC / 2021 A1 (Leonard) TwitterVisual Comets y COBS.

Fuente: Sky & Telescope.

Artículo original:How bright will comet Leonard get?Bob King. October 13, 2021.

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Un vuelo fortuito de la cola de un cometa desintegrado ha ofrecido a los científicos una oportunidad única para estudiar estas estructuras notables.

La nueva investigación fue presentada hoy en la Reunión Nacional de Astronomía 2021.

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