El Orbitador Solar atrapa un segundo cometa por la cola

Por segunda vez en su misión hasta el momento, la nave espacial ‘Orbitador Solar’ de la ESA/NASA ha sobrevolado la cola de un cometa. Predicho de antemano por los astrónomos del University College London (UCL), Reino Unido, la nave espacial recopiló una gran cantidad de datos científicos que ahora esperan un análisis completo.

Para una nave espacial diseñada para realizar estudios únicos del Sol, el Orbitador Solar también se está haciendo un nombre en la exploración de cometas. Durante varios días centrados entre las 12:00 y las 13:00 UT del 17 de Diciembre de 2021, la nave espacial se encontró volando a través de la cola del cometa C/2021 A1 Leonard.

El encuentro capturó información sobre las partículas y el campo magnético presentes en la cola del cometa. Esto permitirá a los astrónomos estudiar la forma en que el cometa interactúa con el viento solar, un viento variable de partículas y un campo magnético que emana del Sol y barre el Sistema Solar.

El encuentro había sido predicho

El cruce había sido predicho por Samuel Grant, un estudiante de posgrado en el Laboratorio de Ciencias Espaciales Mullard del University College London. Adaptó un programa informático existente que comparaba las órbitas de las naves espaciales con las órbitas de los cometas para incluir los efectos del viento solar y su capacidad para dar forma a la cola de un cometa.

“Lo ejecuté con el cometa Leonard y el Orbitador Solar con algunas conjeturas sobre la velocidad del viento solar. Y fue entonces cuando vi que, incluso para un rango bastante amplio de velocidades del viento solar, parecía que habría un cruce”, dice.

Sondeando la cola de un cometa. Crédito: ESA/Solar Orbiter/SWA team.

En el momento del cruce, el Orbitador Solar estaba relativamente cerca de la Tierra, ya que pasó el 27 de Noviembre de 2021 para una maniobra de asistencia por gravedad que marcó el comienzo de la fase científica de la misión y colocó a la nave espacial en curso para su aproximación cercana de Marzo de 2022 al Sol. El núcleo del cometa estaba a 44,5 millones de kilómetros de distancia, cerca del planeta Venus, pero su cola gigante se extendía por el espacio hasta la órbita de la Tierra y más allá.

Detectando iones en la cola del cometa

Hasta ahora, la mejor detección de la cola del cometa por el Orbitador Solar proviene del conjunto de instrumentos Solar Wind Analyzer (SWA). Su sensor de iones pesados ​​(HIS) midió claramente átomos, iones e incluso moléculas que son atribuibles al cometa en lugar de al viento solar.

Los iones son átomos o moléculas a los que se les ha quitado uno o más electrones y ahora llevan una carga eléctrica neta positiva. SWA-HIS detectó iones de oxígeno, carbono, nitrógeno molecular y moléculas de monóxido de carbono, dióxido de carbono y posiblemente agua. “Debido a su pequeña carga, estos iones son claramente de origen cometario”, dice Stefano Livi, Investigador Principal de SWA-HIS del Southwest Research Institute (SwRI), Texas.

Detectando las estructuras de campo magnético en la cola del cometa

A medida que un cometa se mueve por el espacio, tiende a envolver el campo magnético del Sol a su alrededor. Este campo magnético está siendo transportado por el viento solar, y el drapeado crea discontinuidades donde la polaridad del campo magnético cambia bruscamente de norte a sur y viceversa.

Los datos del instrumento del magnetómetro (MAG) de hecho sugieren la presencia de tales estructuras de campo magnético drapeado, pero hay más análisis por hacer para estar absolutamente seguros. “Estamos en el proceso de investigar algunas perturbaciones magnéticas de menor escala observadas en nuestros datos y combinarlas con mediciones de los sensores de partículas del Orbitador Solar para comprender su posible origen cometario”, dice Lorenzo Matteini, coinvestigador de MAG del Imperial College de Londres.

Además de los datos de partículas, el Orbitador Solar también adquirió imágenes.

Metis es el coronógrafo de múltiples longitudes de onda del Orbitador Solar. Puede realizar observaciones en el ultravioleta que ven la emisión Lyman alfa emitida por el hidrógeno, y puede medir la polarización de la luz visible. Durante los días 15 y 16 de Diciembre capturó la cabeza distante del cometa simultáneamente en luz visible y ultravioleta. Estas imágenes ahora están siendo analizadas por el equipo del instrumento. «Las imágenes de luz visible pueden indicar la velocidad a la que el cometa está expulsando polvo, mientras que las imágenes ultravioleta pueden dar la tasa de producción de agua», dice Alain Corso, co-investigador de Metis en el Istituto di Fotonica e Nanotecnologie, CNR, Padova, Italia.

El Solar ‘Orbiter Heliospheric Imager’ (SoloHI) también capturó datos. Estas imágenes muestran grandes partes de la cola de iones del cometa tomadas mientras la nave espacial estaba dentro de la cola. A medida que avanza la secuencia de imágenes, se pueden ver cambios en la cola en respuesta a las variaciones en la velocidad y dirección del viento solar.

Y no era solo el Orbitador Solar el que observaba el cruce. La misión ESA/NASA SOHO y las naves espaciales STEREO-A y Parker Solar Probe de la NASA estaban observando desde lejos. Esto significa que los astrónomos ahora no solo tienen datos del interior de la cola, sino que también tienen imágenes contextuales de estas otras naves espaciales (ver galería de imágenes: 1, 2, 3, 4, 5, 6).

Los cruces de colas de cometas son eventos relativamente raros. 

De los que se han detectado, la mayoría se han notado solo después del evento. La misión Ulysses de ESA/NASA encontró tres colas de cometas, incluida la del C/1996 B2 Hyakutake en Mayo de 1996, y la del C/2006 P1 McNaught a principios de 2007. El propio Orbitador Solar cruzó la cola del cometa fragmentado C/2019 Y4 ATLAS en Mayo y Junio de 2020, poco después del lanzamiento.

Observando el cometa Leonard desde todos los ángulos. Crédito: G. Jones & S. Grant (UCL).

Mientras que los primeros cruces fueron una sorpresa, ambos encuentros del Orbitador Solar se predijeron de antemano gracias al código informático desarrollado por Geraint Jones, University College London Mullard Space Science Laboratory, y ampliado por Samuel.

“La gran ventaja es que, básicamente sin ningún esfuerzo por parte de la nave espacial, puedes tomar muestras de un cometa a una distancia enorme. Eso es bastante emocionante”, dice Samuel, quien ahora está mirando datos de archivo de otras naves espaciales en busca de cruces de colas de cometas que hasta ahora han pasado desapercibidos.

Aplicaciones, trabajo futuro y conclusiones

El trabajo también ayuda a generar experiencia para la misión ‘Comet Interceptor’ de la ESA, para la cual Geraint es el líder del equipo científico. La misión visitará un cometa aún por descubrir, haciendo un sobrevuelo del objetivo con tres naves espaciales para crear un perfil 3D de un objeto ‘dinámicamente nuevo’ que contiene material sin procesar que sobrevivió desde el amanecer del Sistema Solar.

Mientras tanto, los equipos de científicos de los instrumentos del Orbitador Solar están ocupados analizando los datos del cometa Leonard no solo por lo que les puede decir sobre el cometa sino también sobre el viento solar.

Orbitador solar. Crédito: Laboratorio de medios ESA/ATG.

“Este tipo de ciencia adicional es siempre una parte emocionante de una misión espacial”, dice Daniel Müller, científico del proyecto de la ESA para el Orbitador Solar.  “Cuando se predijo el cruce del cometa ATLAS, todavía estábamos calibrando la nave espacial y sus instrumentos. Además, el cometa se fragmentó justo antes de que llegáramos allí. Pero con el cometa Leonard estábamos totalmente preparados, y el cometa no se vino abajo”.

En Marzo, el Orbitador Solar hizo su paso más cercano al Sol hasta ahora a una distancia de 0,32 au (aproximadamente un tercio de la distancia Tierra-Sol, o unos 50 millones de kilómetros). Es uno de los casi 20 pases cercanos al Sol que ocurrirán durante la próxima década. Esto dará como resultado imágenes y datos sin precedentes, no solo de cerca, sino también de las regiones polares nunca antes vistas del Sol.

“Hay mucho que esperar con el Orbitador Solar, apenas estamos comenzando”, dice Daniel.

Fuente: European Space Agency (ESA).

Artículo original: Solar Orbiter catches a second comet by the tail‘. January 25, 2022.

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Cola sin cometa: los restos polvorientos del cometa ATLAS

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Crédito: NASA / ESA / STScI / D. Jewitt (UCLA). Tipo de licenciaAtribución (CC BY 4.0)
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Sobre el Orbitador Solar

Toda la información sobre la misión del Orbitador Solar de la ESA, la encuentras en:

Para una presentación en detalle de la misión “Solar Orbiter” ver:

Alineando la trayectoria y disminuyendo la velocidad del Orbitador Solar.

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