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Simulando núcleos de cometas

2013-11-11T00:00:00 Marta González (IAA-CSIC)

Y algunos se preguntarán: ¿qué es una simulación? Y, más importante aún, ¿para qué sirve? Una simulación nos dice lo que pasaría en un sistema (en este caso, el núcleo de un cometa), partiendo de unas determinadas condiciones y aplicando los procesos que creemos que ocurren en él. Cuando comparamos las simulaciones con lo que observamos se puede aprender mucho: para empezar, podemos determinar si nuestra hipótesis puede explicar las cosas que vemos o tenemos que replantearnos qué ocurre. Por el contrario, si los procesos que utilizamos explican lo que vemos, podremos hacer predicciones sobre el sistema o suposiciones acerca de las condiciones de las que partía.

Dado que los cometas están relativamente cerca de nosotros, la siguiente pregunta lógica parece la siguiente: ¿por qué simular cometas? Es cierto que, si los comparamos con otros objetos astronómicos, los cometas se conocen bastante bien. Sin embargo, es en la búsqueda de detalles donde surgen cuestiones aún no resueltas, y de ahí la necesidad de simularlos. Básicamente, un cometa es un cuerpo compuesto por hielo y polvo que, cuando se acerca al Sol, sufre transformaciones drásticas: el hielo sublima (pasa directamente de estado sólido a gaseoso) y, en el proceso, arrastra polvo con él. Esta mezcla de gas y polvo es la que produce el brillo de los cometas y da lugar tanto a la coma que envuelve el núcleo como a las colas, producto de la interacción con el viento solar. El brillo de la coma y las colas nos permite disfrutar, a veces incluso a simple vista, del espectáculo de los cometas. Y también hace posible que los detectemos con facilidad, pero nos impide ver el núcleo cuando lo tenemos más cerca. Así que lo que se conoce acerca de la composición y la estructura interna de los cometas es lo que se deduce del estudio de la coma: sabemos que los cometas constituyen objetos muy porosos, frágiles y muy poco brillantes cuando no se encuentran activos, y que la mayor parte del hielo que los compone es de agua (aunque se han detectado muchos otros compuestos en cantidades menores, como monóxido y dióxido de carbono, cianuro de hidrógeno o metano). 

¿Qué nos queda por saber?

Muchas de las noticias sobre cometas aluden a su material prístino y a la importante fuente de información que esto supone: como sus órbitas los mantienen alejados del Sol durante la mayor parte de su vida y son lo suficientemente pequeños como para que la gravedad tampoco los haya procesado, los cometas tienen probabilidades de conservar algo de material de la época en la que se formaron. Y el estudio de este material prístino nos permitiría conocer las condiciones de formación del Sistema Solar. Sin embargo, al no conocer las características y composición concretas de los núcleos tampoco podemos saber si queda material sin procesar o a qué profundidad se encuentra.

Otra de las incógnitas gira en torno a los estallidos de actividad de los cometas. En ocasiones, el brillo de un cometa se intensifica súbitamente. Esto apunta a un aumento repentino en la producción de gas y polvo, para el que se han propuesto varias explicaciones: podría deberse a alguna transformación físico química de los materiales al recibir el calor del Sol, a la formación de una grieta por la que se libera gas retenido en el interior, al choque con un asteroide o a que de repente se haya destapado hielo en la superficie. No existe consenso al respecto, de modo que debemos buscar medios para averiguar qué ocurre de verdad en el núcleo cometario.

También albergamos dudas sobre los procesos de sublimación simultánea que se producen en los cometas. Cada compuesto presenta una temperatura fija a la que sublima, dependiendo de la presión. Esto nos hace esperar que a distintas distancias del Sol (y por lo tanto a distintas temperaturas), encontraremos gases de diferentes compuestos, dependiendo de su volatilidad. Sin embargo, cerca del Sol, en la coma, los vemos todos. ¿Hay algún mecanismo que hace que elementos más volátiles queden atrapados en el hielo de agua y se liberen cuando este sublima? ¿O simplemente los compuestos más volátiles vienen de zonas más profundas (y por lo tanto más frías) del núcleo?

Finalmente, desconocemos qué causas provocan que, en ocasiones, el núcleo cometario se rompa. Sabemos que su material es frágil, pero se trata de un fenómeno que ocurre solo ocasionalmente. ¿Se acercó demasiado a un objeto grande que lo sometió a un tirón gravitacional intenso? ¿Chocó contra algún asteroide? ¿Se formó alguna bolsa de gas en el interior que lo hizo estallar por la presión? ¿Comenzó a girar tan rápido que se deshizo?

Como vemos, las incógnitas son numerosas y su solución no parece sencilla. Y las simulaciones ayudan, como mínimo, a descartar algunas de las posibles respuestas a las cuestiones que siguen abiertas acerca de los cometas. O al menos eso me digo los días que los programas fallan…

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