Deep Impact
31 de agosto de 2005
El 4 de julio pasado se anunció que la sonda "Deep Impact" había liberado un módulo compuesto por una masa de 410 kilos de cobre que entró en colisión con el cometa Tempel 1, descubierto a simple vista en abril de 1867 por el astrónomo marsellés E.W. Tempel.
El objeto tiene un período de 5,5 años y orbita entre Marte y Júpiter. Su dimensión máxima se estima en 6 km. Por lo tanto, la NASA lanzó una sonda, con el objetivo de intentar conocer mejor la composición y la estructura interna de los cometas al enviar un objeto que impactara contra uno de ellos.
Aquí están las órbitas:
Órbita del cometa Tempel 1 entre la de Marte y la de Júpiter. Observe, en el punto más cercano al Sol, la no circularidad de la órbita de Mercurio, bastante pronunciada. En la parte superior, sobre la órbita marrón, la posición ocupada por el cometa en el momento del lanzamiento de la sonda. La órbita circular azul es la de la Tierra. En la parte superior, la posición ocupada por esta en el momento del lanzamiento de la sonda. Seis meses después (media órbita terrestre), el impacto. Mida las distancias curvilíneas recorridas por el cometa y por la sonda en el mismo intervalo de tiempo. La primera va más rápido.
Una precisión sobre la trayectoria de impacto. En la dirección:
http://deepimpact.umd.edu/amateur/where_is.shtml
encontrará una animación muy bonita.
Primero verá dos botones que le permitirán variar el "punto de vista". Así verá que la órbita del cometa está bastante inclinada respecto al plano de la eclíptica.
Fue esto lo que le permitió sobrevivir. Existen diferentes tipos de cometas. Algunos, llamados "aperiódicos", realizan una única excursión en nuestro sistema solar y luego ya no dan más señales de vida. En realidad, conocemos muy poco sobre la estructura de ese gran "nuboso", de ese reservorio de cometas que se supone que se encuentra mucho más allá de nuestro sistema solar. ¿Cuál es su origen? Cuando el sistema solar era joven, se formaron los planetas. Entonces entraron en juego varios mecanismos. El más sencillo de entender es el "canibalismo", la colisión frontal entre un objeto pequeño y uno grande, el segundo incorporando al primero a su masa. El segundo mecanismo es el efecto de catapulta positivo. En sentido matemático, se trata de una "encuentro" (palabra anglosajona, tomada de la teoría cinética de los gases: encounter). El sistema solar primitivo era "colisional". Estas colisiones tienden a crear una distribución de velocidades de Maxwell-Boltzmann para todas las poblaciones. Es un sistema "multi-poblaciones". Hay una tendencia hacia el equilibrio termodinámico para cada una de ellas. Cuando tenemos una mezcla de dos gases en equilibrio termodinámico (por ejemplo, el plasma que constituye el Sol), las energías cinéticas medias de las diferentes poblaciones son iguales. Están entre sí como los cocientes de las masas. Tome un plasma de hidrógeno. Los electrones son 1850 veces más ligeros que los núcleos de hidrógeno. Por lo tanto, la velocidad de agitación térmica de los electrones es √1850 veces mayor que la de los iones de hidrógeno, es decir, 43 veces mayor.
Una mezcla de "especies pesadas" y "especies ligeras" tenderá a acelerar las especies ligeras ("los grumos de vapor de agua sucia" o "hielo sucio" que constituirán las proto-cometas). Por lo tanto, el sistema solar expulsó una miríada de pequeños objetos. Algunos, al alcanzar la velocidad de escape respecto al Sol, se perdieron en el espacio interestelar. Otros permanecieron, en nuestra "gran periferia". Como estos "encuentros", estos encuentros funcionan en ambos sentidos (pero, en general, aceleran los objetos pequeños), hay un "efecto de catapulta negativo que "pobló" la distribución de Maxwell-Boltzmann hacia velocidades bajas. Muchos objetos pequeños fueron así frenados y, por ejemplo, cayeron sobre... el Sol. O sobre planetas terrestres, como el nuestro, posiblemente constituyendo masas oceánicas.
Tempel 1 es un cometa con un destino intermedio. Adquirió una velocidad comparable a la de los planetas. Pero también tuvo la suerte de encontrarse en una órbita inclinada, lo que disminuye sus riesgos de malas colisiones con planetas, que son todos más pesados que ella y alterarían inevitablemente su órbita. De hecho, su órbita ha cambiado un poco desde el descubrimiento del objeto. Véalo en el historial, gracias a Google. ¿Por qué se desgasifica menos que el cometa de Halley? Buena pregunta. Sabemos muy poco sobre este desgasificación, al igual que sobre la estructura interna de los cometas.
En realidad, nuestro planeta también se desgasa, y este fenómeno se llama vulcanismo. Sabemos que es intensificado por el efecto de marea (acción de Júpiter sobre Io, el primero malaxando cuidadosamente su satélite). Si Io responde tan calurosamente a la presencia de su vecino cercano es porque gira sobre sí mismo. Si estuviera sincronizado con el planeta gigante, no habría un vulcanismo tan intenso. Además, Io está muy cerca de Júpiter.
Quizás la actividad de desgasificación de los cometas esté relacionada con su período de rotación sobre sí mismos. Un cometa que gira es un cometa que será más sensible a los efectos de marea producidos por la proximidad de los planetas. De hecho, se observa que los cometas se desgasan cuando entran dentro de la órbita de Júpiter. ¿Es porque reciben más radiación del Sol? Sí, si este desgasificación es una simple sublimación de su superficie. No si son erupciones procedentes de sus profundidades. De hecho, cuando se observan las imágenes captadas por Giotto al acercarse a Halley, se ve claramente que hay fuentes eruptivas. Podría ser, por tanto, que la reanudación de la actividad de un cometa al entrar en el sistema solar esté relacionada con su malaxamiento interno por efectos de marea, intensos si gira sobre sí mismo. ¿Se han medido estos períodos de rotación?
Desde esta perspectiva, Tempel 1 sería un objeto relativamente poco activo porque gira poco sobre sí mismo, por lo tanto, poco sensible a este efecto de malaxamiento por efectos de marea, que desencadena erupciones de todo tipo (volcánicas en Io, de desgasificación en los cometas). Pregúntele a Brahic qué piensa al respecto. La planetología debería ser su especialidad.
Podrá situar a su gusto la posición de los diferentes objetos. Aquí primero vemos al cometa Tempel 1 en aproximación, tras el posicionamiento en órbita de la sonda Deep Impact. Notará de paso la fecha del impacto: el 4 de julio. A los estadounidenses les gusta así firmar sus logros espaciales e indicar cuán bien dominan el control de la trayectoria de sus sondas. Esta fecha coincide con el aniversario de su revolución, y no es simplemente cuestión de azar.
La observación atenta de la animación muestra claramente que Tempel 1 gira más rápido que la sonda, y la alcanza. En realidad, es el cometa el que choca contra la sonda, y no al revés. Pero poco importa. Siguiente imagen, dos meses después. El cometa se prepara para chocar con la sonda, o al menos con el objeto que se desprenderá de él para lograr esta colisión.
Aquí está el cometa, imagen tomada cinco minutos antes del impacto:
El cometa. Imagen tomada 5 minutos antes del impacto.
La sonda y el módulo impactador
Una cámara había sido instalada en el módulo impactador.
Gran plano, 190 segundos antes del impacto. ¿Los puntos brillantes corresponden a fuentes de desgasificación?
Una imagen artística mostrando al impactador en aproximación (en forma de escudo)
O...