Imagen del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko obtenida el 22 de agosto de 2014. Crédito: ESA/Rosetta/Navcam.
Los científicos de la misión Rosetta de la ESA han descubierto que el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko está formado por dos cometas independientes que chocaron a baja velocidad en el Sistema Solar primitivo, dándole su característica forma de “pato de goma”.
El origen de la estructura bilobulada de este cometa había sido una gran incógnita desde que Rosetta observó su núcleo por primera vez en julio de 2014.
Los científicos habían propuesto dos hipótesis: o bien era el resultado de la unión de dos cometas, o el cuello había sido formado por la erosión localizada de un único objeto.
Ahora, los científicos han encontrado la respuesta a este enigma. Las fotografías de alta resolución tomadas por Rosetta entre el 6 de agosto de 2014 y el 17 de marzo de 2015 han permitido estudiar los estratos que recubren todo el núcleo, demostrando que su peculiar forma es el resultado de una colisión a baja velocidad entre dos cometas independientes.
“En estas imágenes se puede ver con claridad que los dos lóbulos están envueltos en varias capas de materia, y pensamos que esta estructura estratificada se extiende varios cientos de metros bajo su superficie”, explica Matteo Massironi de la Universidad de Padua, Italia, autor principal de este estudio y científico asociado del equipo del instrumento OSIRIS.
“Es una estructura similar a la de una cebolla, solo que en este caso tenemos dos cebollas de distinto tamaño que crecieron de forma independiente antes de quedar unidas”, dice Matteo.
Para llegar a su conclusión, el equipo de Matteo identificó más de 100 terrazas en las imágenes de la superficie del cometa, y catalogó las capas de materia que habían quedado expuestas en las paredes de fosas y acantilados. Luego se preparó un modelo tridimensional del cometa para determinar las direcciones de las pendientes y visualizar cómo se extendían estos estratos en el subsuelo.
Rápidamente quedó claro que las estructuras presentaban una orientación coherente en cada uno de los lóbulos del cometa, y en algunos lugares los estratos se extendían hasta una profundidad de unos 650 metros.
“Esta fue la primera pista de que los dos lóbulos se habían formado de forma independiente, hipótesis que quedó reforzada cuando descubrimos que los estratos estaban inclinados en direcciones opuestas en la región del cuello del cometa”, añade Matteo. “Para estar seguros, estudiamos la relación entre la dirección de la gravedad local y la orientación de los estratos a lo largo de toda la superficie del cometa”.
En términos generales, los estratos deberían estar orientados de forma perpendicular a la gravedad local. El equipo desarrolló varios modelos para calcular la intensidad y la dirección de la gravedad en distintos puntos del cometa.
Un modelo consideraba al cometa como un único objeto, con su centro de masas cerca de la región del cuello. Otro partía de la base de que se trataba de dos cometas independientes, cada uno con su propio centro de masas.
Los científicos descubrieron que la gravedad local estaba más próxima a la perpendicular de los estratos en el modelo con dos objetos independientes.
“Esto sugiere que las envolturas estratificadas que cubren la ‘cabeza’ y el ‘cuerpo’ del cometa se formaron de forma independiente, antes de que los dos cuerpos se uniesen”, concluye Matteo. “Tuvo que ser una colisión a baja velocidad para preservar unos estratos tan ordenados hasta la profundidad que indican nuestros datos”.
“Por otra parte, la sorprendente semejanza estructural entre los dos lóbulos sugiere que, a pesar de ser cuerpos independientes, se formaron a través de un proceso de acreción similar”, añade Bjorn Davidsson de la Universidad de Upsala (Suecia), coautor del estudio.
“Ya se había detectado una estratificación similar en otros cometas, sobrevolados en misiones anteriores, lo que sugiere que éstos también pasaron por un proceso de formación similar”.
Finalmente, el equipo descubrió que aunque la erosión no fuese el origen de la forma bilobulada del cometa, era un proceso que seguía jugando un papel muy importante en la evolución de su estructura.
Las diferencias locales en la superficie del cometa estarían provocadas por distintas tasas de sublimación –el proceso por el que el hielo pasa directamente a estado gaseoso– de los compuestos volátiles atrapados en los diferentes estratos, que no están distribuidos de forma uniforme por todo el cometa.
“Nos habíamos preguntado por qué el cometa tenía esta forma tan curiosa desde la primera vez que lo vimos. Ahora, gracias a este detallado estudio, podemos afirmar con seguridad que se trata de un cuerpo ‘binario de contacto’”, explica Holger Sierks, investigador principal de OSIRIS en el Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar en Gotinga, Alemania.
“Este resultado nos ayuda a conocer mejor el cometa; cómo se formó y cómo ha evolucionado”, concluye Matt Taylor, científico del proyecto Rosetta para la ESA.
“Rosetta seguirá estudiando el cometa un año más, tratando de recoger la mayor cantidad de información posible sobre este cuerpo celeste y el lugar que ocupa en la historia de nuestro Sistema Solar”.
El artículo “Two independent and primitive envelopes of the bilobate nucleus of comet 67P” fue publicado en línea el 28 de septiembre de 2015 por Nature.
Fuente: ESA