Paul M. Sutter es astrofísico en la Universidad Estatal de Ohio, presentador de Ask a Spaceman y Space Radio, y autor de Your Place in el universo. Sutter contribuyó con este artículo a Expert Voices de Space.com: Op-Ed & Insights.
De vez en cuando Un nuevo cometa ingresa al sistema solar interior, navegando desde las profundidades insondables e inexploradas del espacio. Típicamente, a una o dos millas de hielo y tierra, hasta ahora ha vivido una vida bastante tranquila, orbitando perezosamente el sol mucho más allá de sus primos planetarios. Pero ahora, mientras grita hacia el sol, el cometa extiende una cola de un millón de millas de gas ventilado y polvo mientras su cuerpo comienza a desgarrarse por las fuerzas inesperadas.
Si es Afortunadamente, el cometa terminará su vida rápidamente, sumergiéndose directamente en el sol y desintegrándose en polvo. Si tiene mala suerte, sobrevivirá a su primer paso a través del sistema solar interior, dejando un rastro de escombros detrás de él. Y luego volverá. Y otra vez. Con cada paso, cada uno más tortuoso que el anterior, pierde una parte de sí mismo, disminuyendo órbita tras órbita hasta que se evapora o permanece bloqueada en órbita, inerte y muerta.
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Los cometas viven durante miles de millones de años en un maravilloso aislamiento, y solo los vemos cuando están cerca … lo que significa que solo los seguimos en sus momentos trágicos finales.
Pero, ¿dónde nacen estos cometas? ¿Dónde viven? ¿Cómo encuentran el camino hacia un destino de fuego en el corazón del sistema solar?
Historia del origen
Para averiguarlo, es útil que hayamos tenido algunos milenios de observación de cometas de los que dibujar. Y a principios del siglo XVIII, hemos sabido que algunos los cometas reaparecen en ciclos regulares y fiables, gracias a las geniales aplicaciones de Sir Edmund Halley de la entonces flamante nueva teoría de Newton de la gravedad universal. Después de suficientes observaciones, es bastante sencillo asignar órbitas a esos cometas y descubrir sus orígenes, una región que llamamos Disco Disperso, un anillo inestable de escombros justo fuera de la órbita de Neptuno.
Pero muchos cometas, conocidos como cometas de período largo, aparecen básicamente de la nada, estallan cuando cruzan al interior del sistema solar y luego mueren rápidamente. ¿De dónde provienen?
La mayor dificultad para estudiar estos cometas es que cualquiera que sea su origen, está tan lejos que es absolutamente imposible observarlos directamente en su entorno de origen. Por lo tanto, no podemos confiar en el espacio profundo encuestas para contarnos sobre sus hogares. En cambio, tenemos que inferir las propiedades de su lugar de nacimiento cometario a partir del comportamiento de los mensajeros desafortunados que nos enviaron. Y cuando lo hacemos, surgen algunas pistas intrigantes.
Primero, estos cometas de largo período aparecen desde todas las direcciones del cielo. Entonces, dondequiera que los cometas llamen hogar, se distribuye uniformemente, rodeando el sistema solar y no bloqueado en un disco como todos los demás.
En segundo lugar, los cometas mueren. O chocan directamente contra el sol o contra un planeta, tienen una interacción desafortunada con un mundo gigante y son expulsados del sistema solar por completo, o terminan agotando su hielo, apagando sus colas y haciéndolos esencialmente indetectables. Pueden llegar a una sola órbita o persistir durante unos pocos miles, pero de cualquier manera eso es mucho, mucho menos que los miles de millones de años que el sistema solar ha sido un sistema. Eso significa que cuando un nuevo cometa de largo período aparece en nuestros cielos, realmente es un cometa nuevo: hay una reserva de cometas mucho más allá del reino de los planetas, y solo ocasionalmente envía un emisario hacia adentro.
Por último, estos cometas de período largo algo en común. A través de observaciones cuidadosas, los astrónomos pueden reconstruir sus órbitas enteras y encontrar su afelio, la distancia más lejana del sol. Y muchos cometas, como señaló por primera vez el astrónomo Jans Oort, comparten un afelio de alrededor de 20.000 AU, o 20.000 veces la distancia del sol que la Tierra.
Una disposición esférica con un grosor definido que ocasionalmente envía uno de sus miembros hacia adentro. Como el infierno. Una nube.
La nube de Oort: hogar de los cometas.
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Rip tide
Por supuesto, no estamos exactamente seguros de cuán grande es la nube de Oort o cuántos miembros la llaman hogar. Para averiguarlo, dependen de la simulación por computadora después de la simulación por computadora, teniendo en cuenta las órbitas de los planetas, los modelos para la formación del sistema solar y las rutas de los cometas conocidos. En conjunto, esto pinta una imagen de una estructura tremenda y tremendamente vacía, que abarca de 2.000 a 200.000 AU y que contiene más de un billón de objetos de al menos una milla de ancho, e innumerables más.
200.000 AU es una distancia asombrosa, es decir, a unos 3 años luz de distancia. En ese nivel de lejanía, los cometas son casi completamente distantes, apenas unidos a nuestro sol a través de una débil e invisible cuerda de gravedad. Debido a esa conexión débil, no sienten la necesidad de asentarse en un anillo o disco y, naturalmente, organizarse en una concha.
Lo que es más, con el tirón del sol tan minúsculo, el Los cometas son altamente susceptibles a otras sugerencias extrañas. Una estrella que pasa errante o una nube molecular gigante puede ejercer un tirón gravitacional adicional sobre ellos, desestabilizándolos y enviando algo de dispersión hacia el vacío interestelar … y otros hacia el interior hacia su eventual perdición.
Pero quizás la mayor fuente de influencia no sea otra que la propia galaxia, la Vía Láctea. Es una cuestión de densidades: la disposición general de estrellas y nebulosas en un lado del sistema solar es un poco un poco diferente que en el otro. Esto se llama la «marea galáctica», porque es exactamente la misma física (diferencias de densidad de un lado a otro) lo que da lugar a las mareas oceánicas. Aquí en la Tierra, en las profundidades del pozo de gravedad del Sol, esos las diferencias de densidad galáctica no … bueno, hacen una diferencia. Pero en la nube de Oort sí lo hacen.
A medida que estos cometas avanzan en sus órbitas largas y lentas, pueden experimentar un tirón gravitacional adicional desde el marea galáctica. Cuando el cometa está en el afelio, su punto más alejado del sol, es posible que se anime a moverse un poco más lejos que la última vez. Y la forma en que funcionan las órbitas, si el camino se estira en una dirección, debe encogerse en el otro; en este caso, el tirón extra de la galaxia en el afelio irónicamente acerca al cometa aún más al sol mientras continúa en su órbita.
Eventualmente, el tirón constante dará forma al cometa » s orbita a tales extremos que se sumerge en el sistema solar interior, donde la gravedad del sol y los planetas alterar aún más su trayectoria, sellando su destino.
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Aprenda más escuchando el episodio «¿Qué sucede cuando las galaxias chocan?» en el podcast Ask A Spaceman, disponible en iTunes y en la Web en http://www.askaspaceman.com. ¡Gracias a Marshall S. por las preguntas que llevaron a este artículo! Haga su propia pregunta en Twitter usando #AskASpaceman o siguiendo a Paul @PaulMattSutter y facebook.com/PaulMattSutter. Síganos en Twitter @Spacedotcom y en Facebook.