Rosetta presencia el nacimiento de un arco de choque alrededor de 67P
Un nuevo estudio revela que, al contrario de lo que parecía en un principio, Rosetta detectó signos de un arco de choque en plena formación en el cometa que exploró durante dos años. Se trata del primero observado en el Sistema Solar.
Entre 2014 y 2016, la sonda Rosetta de la ESA estudió el cometa 67P Churyumov-Gerasimenko y sus alrededores desde distintas perspectivas. Atravesó directamente el “arco de choque” en varias ocasiones, tanto antes como después de que el cometa alcanzara el perihelio, por lo que tuvo una oportunidad única para realizar mediciones in situ de esta misteriosa porción del espacio.
Los cometas ofrecen a los científicos una forma extraordinaria de estudiar el plasma del Sistema Solar. El plasma es un estado caliente y gaseoso de la materia que comprende partículas cargadas y se encuentra en el Sistema Solar en forma de viento solar, un flujo constante de partículas que nuestra estrella expulsa al espacio.
Cuando el viento solar pasa junto a objetos como planetas o cuerpos menores, primero impacta con lo que se conoce como arco de choque. Como sugiere su nombre, este fenómeno podría compararse con la onda que se forma alrededor de la proa de un barco mientras navega por aguas intranquilas.
También se han observado estos arcos alrededor de cometas como Halley. Los fenómenos de plasma varían a medida que el medio interactúa con el entorno circundante y cambian el tamaño, la forma y la naturaleza de estructuras como los arcos de choque a lo largo del tiempo.
Rosetta buscó signos de un fenómeno así durante los dos años de su misión y se aventuró a más de 1.500 km de distancia del centro de 67P en busca de los límites a gran escala del cometa, aparentemente en vano.
“Buscábamos un arco de choque típico en la zona donde se podría esperar uno, lejos del núcleo del cometa, pero no encontramos nada, así que llegamos a la conclusión de que Rosetta no había sido capaz de detectarlo”, explica Herbert Gunell, del Real Instituto de Aeronomía Espacial de Bélgica y la Universidad de Umeå (Suecia), uno de los dos científicos que han dirigido el estudio.
“Sin embargo, parece que la sonda sí detectó un arco de choque, pero se encontraba en sus primeras etapas. Durante un nuevo análisis de los datos, dimos con él unas 50 veces más cerca del núcleo del cometa de lo que era de esperar en un caso como el de 67P. También se desplazaba de una forma que no esperábamos, motivo por el que en un principio no lo vimos”.
El 7 de marzo de 2015, cuando el cometa se encontraba al doble de distancia del Sol que la Tierra y mientras se dirigía hacia nuestra estrella, los datos de Rosetta mostraron signos de que se estaba empezando a formar un arco de choque. Los mismos indicadores aparecieron mientras el cometa se alejaba del Sol, el 24 de febrero de 2016.
Se vio que este límite era asimétrico y más ancho que los arcos de choque plenamente desarrollados que se han observado en otros cometas.
“Rosetta ha sido la primera en capturar una fase tan temprana en el desarrollo de un arco de choque alrededor de un cometa”, señala Charlotte Goetz, del Instituto de Geofísica y Física Extraterrestre de Braunschweig (Alemania) y coautora del estudio.
“El arco en formación detectado en los datos de 2015 evolucionó hasta alcanzar su pleno desarrollo a medida que el cometa se acercaba al Sol y aumentaba su actividad; sin embargo, esto no pudimos verlo en los datos de Rosetta porque en aquel momento la sonda se hallaba demasiado cerca de 67P como para detectar el arco ‘adulto’. Cuando Rosetta volvió a captarlo, en 2016, el cometa volvía a alejarse del Sol, por lo que el arco detectado en ese punto se encontraba en el mismo estado, aunque en lugar de formándose se estaba disolviendo”.
Herbert, Charlotte y sus colegas exploraron los datos del Consorcio de Plasma de Rosetta, un conjunto de instrumentos formado por cinco sensores distintos para estudiar el plasma que rodea el cometa 67P. Combinaron los datos con un modelo de plasma para simular las interacciones del cometa con el viento solar y determinar las propiedades del arco de choque.
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Los científicos observaron que, cuando Rosetta se vio inmersa en el arco en formación, el campo magnético del cometa se volvió más fuerte y turbulento, y se formaron emisiones de partículas altamente energéticas que calentaron la propia región del arco. Anteriormente, las partículas se movían con mayor lentitud y el viento solar era más débil, lo que indica que Rosetta fue testigo del momento ‘ascendente’ de un arco de choque.
“Estas observaciones son las primeras de un arco de choque antes de que esté totalmente formado y, al haberse realizado en el propio cometa y su arco de choque, constituyen algo realmente único”, constata Matt Taylor, científico del proyecto Rosetta de la ESA.
“Estos hallazgos también demuestran el valor de combinar mediciones multiinstrumento y simulaciones. Tal vez no sea posible resolver un enigma con un solo conjunto de datos, pero al sumar distintas pistas, como ha sucedido en este estudio, la imagen acaba resultando nítida y revelando la compleja dinámica de nuestro Sistema Solar y los objetos que lo habitan, como 67P”.
Nota para los editores
"The infant bow shock: a new frontier at a weak activity comet"
de H. Gunell et al., está publicado en el número de noviembre de Astronomy & Astrophysics.
En el estudio se emplearon espectros de iones del Analizador de Composición de Iones (RPC-ICA), espectros de iones y electrones del Sensor de Iones y Electrones (RPC-IES) y mediciones de densidad del flujo magnético del magnetrómetro (RPC-MAG) del Consorcio de Plasma de Rosetta.
Para más información:
Herbert Gunell
Royal Belgian Institute for Space Aeronomy, Belgium
Umeå University, Sweden
Tel: +46 90 786 5049 (Sweden); +32 2 373 0381 (Belgium)
Email: herbert@herbertgunell.se
Charlotte Goetz
Institute for Geophysics and Extraterrestrial Physics
TU Braunschweig, Germany
Tel.: +49 531 391 5221
Email: c.goetz@tu-bs.de
Matt Taylor
ESA Rosetta project scientist
Tel: +31 71 565 8009
Email: matt.taylor@esa.int
Markus Bauer
ESA Science and Robotic Exploration Communication Officer
Tel: +31 71 565 6799
Mob: +31 61 594 3 954
Email: markus.bauer@esa.int
