Artículos sobre ciencia y tecnología de Mauricio-José Schwarz publicados originalmente en El Correo y otros diarios del Grupo Vocento

abril 21, 2012

La casa de los cometas

¿De dónde vienen los cometas? La observación de estos peculiares objetos celestes sugiere la existencia de un depósito cósmico que aún no hemos podido ver.

La gigantesca nube de Oort que rodea el sistema solar.
(Imagen D.P. de la NASA, vía Wikimedia Commons)
Cuando pensamos en el sistema solar lo imaginamos formado por el sol, los planetas interiores (Mercurio, Venus, la Tierra y Marte), el cinturón de asteroides y los planetas exteriores (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno), además de Plutón, al que la Unión Astronómica Internacional reclasificó en 2006, con gran atención de la prensa, como “planeta enano”, por haberse descubierto en 2005 un cuerpo de tamaño aún mayor que Plutón.

Lo que yace más allá, hasta la estrella más cercana al sol, Proxima Centauri, tendemos a imaginarlo como espacio vacío, acaso con algo de polvo poco relevante.

La realidad es distinta. El sistema solar, definido como todos los cuerpos que están gravitacionalmente vinculados a nuestra estrella, el Sol, está mucho más poblado aunque sea mayoritariamente espacio vacío.

Y en las más inaccesibles zonas de las afueras de nuestro sistema solar, los astrónomos creen que existe un gigantesco depósito del que proceden algunos de los más asombrosos objetos que conviven con nosotros: los cometas y los más misteriosos cuerpos, mitad cometa y mitad asteroides, llamados centauros. Y existen en enormes cantidades.

Un sistema solar grande

La representación del sol y los planetas que habitualmente vemos en libros y documentales no es muy fiel respecto de la escala que guardan entre sí los cuerpos del sistema solar y la distancia a la que se encuentran unos de otros.

En una escala más exacta, si el sol fuera una esfera de un metro de diámetro, la Tierra sería una pequeña esfera de 9 milímetros de diámetro girando en una órbita elíptica a una media de 107,5 metros de distancia del sol; el gigantesco Júpiter tendría 10 centímetros de diámetro y se encontraría a unos 550 metros del Sol y el lejano Plutón, representado por una diminuta esfera de sólo milímetro y medio de diámetro, se situaría a unos 4,2 kilómetros del centro del sistema. Plutón es además parte de una nube de pequeños cuerpos celestes llamada “cinturón de Kuiper”, descubierta apenas en 1992.

En un sistema solar bastante predecible, aparecen sin embargo ocasionalmente en nuestro entorno cósmico otros espectaculares cuerpos, los cometas, formados por hielo, polvo y partículas rocosas. Los astrónomos pueden observar cinco o seis al año, entre conocidos y nuevos. Debido a su composición, al acercarse al sol en un extremo de su órbita se forma a su alrededor una atmósfera temporal llamada “coma” una envoltura gaseosa producto de la volatilización del hielo del cometa.

Conforme los cometas se acercan al sol, el viento y la radiación solares alargan la coma creando la cola del cometa que, por ello, siempre apunta en dirección opuesta al sol. El otro extremo de la alargada elipse que describe la órbita de los cometas se encuentra en las zonas más alejadas del sistema solar.

Los cometas de “período corto” tienen una órbita de entre 20 y 200 años de duración y según los astrónomos proceden de una zona ubicada inmediatamente más allá del cinturón de Kuiper, el llamado “disco disperso”, que contiene al parecer cientos de miles de cuerpos de más de 100 kilómetros de diámetro y un billón o más de cometas. El más famoso cometa de período corto es el cometa Halley, que vuelve a pasar cerca del sol cada 75-76 años.

Pero existen otros cometas, llamados de “período largo”, que pueden tardar más de 200 e incluso varios miles de años en recorrer completa su órbita. Estos cometas, creen los astrónomos, proceden de una gigantesca y difusa esfera llamada “nube de Oort” que se extendería hasta más allá de la mitad de la distancia que nos separa de Proxima Centauri, y se calcula que debería contener incluso billones de cuerpos capaces de convertirse en cometas.

Pero, si nadie ha visto la nube de Oort, ¿cómo saben los astrónomos de su existencia?

Detectives interestelares

Los astrónomos habían observado que los cometas no tienen una zona de origen específica, sino que pueden provenir de cualquier punto del espacio. Es decir, sus órbitas no están alineadas en términos generales como las de los planetas. Esto sugiere que el origen de los cometas de período largo no está en un cinturón de nuestro sistema solar, sino en una esfera.

Adicionalmente, se sabe que las órbitas de los cometas no son estables, y se ha observado que al cabo de varias órbitas, acaban destruyéndose, ya sea volatilizándose o chocando con el sol o con algún planeta, como el cometa Shoemaker-Levy, que en 1992 se disgregó al pasar cerca de Júpiter y, en su siguiente órbita, en 1994, colisionó con el gigante gaseoso.

Con estos elementos, el astrónomo holandés Jan Hendrik Oort razonó que los cometas de período largo no podían haberse formado en su órbita actual, a diferencia de los planetas o el cinturón de asteroides, sino que deberían existir en un depósito esférico durante la mayor parte de su existencia, y que los efectos gravitacionales de su entorno y de los planetas los desplazan de sus órbitas originales lanzándolos al vertiginoso viaje interplanetario cuyo extremo observamos cuando entran a la zona de los planetas del sistema solar. Un viaje vertiginoso que termina, eventualmente, con la destrucción del cometa.

La nube de Oort sería así un remanente de la nebulosa de polvo estelar que se condensó debido a las fuerzas gravitacionales, formando nuestro sistema solar hace alrededor de 4.600 millones de años.

La hipótesis, presentada públicamente en 1950, es la más plausible que tenemos para explicar el comportamiento que observamos en los cometas. Demostrar que es correcta resulta uno de los grandes desafíos de la astronomía.

El primer paso para ello es la misión New Horizons (Nuevos Horizontes), lanzada por la NASA en 2006. La sonda, la primera misión de su tipo, recorrerá 5 mil millones de kilómetros para llegar, en 20015, a Plutón y seguir su camino hasta el cinturón de Kuiper.

Sus observaciones sobre los objetos que forman el cinturón de Kuiper nos pueden aportar datos sobre los cometas de período corto y saber más sobre sus parientes de período largo y el misterioso lugar de su origen en el espacio fronterizo de nuestro sistema solar, que ciertamente no está tan vacío como pensábamos.

Jan Hendrik Oort

Jan Hendrik Oort, 1900-1992, es uno de los más importantes astrónomos del siglo XX. Con poco más de veinte años postuló que nuestra galaxia gira como los fuegos artificiales llamados “rueda catalina”, donde las estrellas cercanas al centro giran a más velocidad que las que están en las zonas exteriores. Demostró además que nuestro sistema solar se encuentra en uno de los brazos exteriores de la galaxia y no en su centro, postuló la existencia de la materia oscura y fue uno de los pioneros de la radiotelescopía.