Los Cometas: Visitantes del Sistema Solar

Hace apenas unos días recibimos la visita de el cometa C/2023 A3 (Tsuchinshan–ATLAS). Este cometa ha sido destacado como uno de los más memorables en las últimas décadas, y después de acercarse al Sol en septiembre de 2024, comenzó a ser visible desde la Tierra.

Este cometa se originó en la Nube de Oort y se caracteriza por un núcleo considerablemente grande y una cola prominente. Los astrónomos habían pronosticado que su brillo podría superar al del famoso cometa Hale-Bopp, que fue visible en 1997​, pero las nubes nos han impedido apreciarlo adecuadamente. Aun así hemos decidido dedicar un artículo a estos espectaculares miembros de la familia solar.

C/2023 A3 Tsichinshan-ATLAS and its antitail: 15 Oct. 2024.
Fotografía de la web The Virtual Telescope Project

Los cometas son uno de los fenómenos más fascinantes del Cosmos. Estos cuerpos celestes han sido observados por la humanidad desde tiempos inmemoriales, despertando asombro y, muchas veces, temor. A diferencia de las estrellas y planetas, su aparición en nuestros cielos es fugaz, entre días y meses, y su comportamiento muy variado, lo que los convierte en objetos celestes únicos en el Sistema Solar.

Estructura de un Cometa

Un cometa es una bola de roca, polvo, hielo y gases congelados que viaja a través del espacio en órbitas elípticas con mucha excentricidad, al contrario que la mayoría de los planetas y asteroides, cuyas órbitas, aunque elípticas, se diferencian muy poco de una circunferencia. Se componen principalmente de tres partes:

1. Núcleo: La parte sólida del cometa, hecho de roca y hielo.
2. Coma: Una atmósfera tenue que rodea el núcleo cuando el cometa se aproxima al Sol, formada por gases y polvo.
3. Cola: La estela de gases y partículas que se forma a medida que el cometa se calienta y el hielo sublima (pasa de estado sólido a gas).

Como hemos mencionado, los cometas se mueven en órbitas muy excéntricas, lo que significa que pasan largos periodos en regiones frías y distantes del Sistema Solar antes de acercarse al Sol y volverse visibles. Aunque tanto los cometas como los asteroides son cuerpos pequeños que orbitan el Sol, tienen diferencias fundamentales en su composición y comportamiento.

Característica	Cometas	Asteroides
Composición	Hielo, polvo y roca	Roca y metal
Ubicación	Nube de Oort o Cinturón de Kuiper	Principalmente en el Cinturón de Asteroides (entre Marte y Júpiter)
Cola	Forman cola cuando se acercan al sol	No forman cola
Órbita	Muy excéntrica (muy alargada)	Más circular, menos excéntrica
Origen	Zonas frías más allá de Neptuno	Sistema Solar Interior

En resumen, los Asteroides son restos de la formación de planetas, hechos mayormente de rocas y metales, y su órbita suele estar en el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter. Los Cometas, en cambio, son posiblemente de origen anterior a la formación de planetas, conservando gran cantidad de hielo y gases.

En cuanto a su origen, la mayoría de los cometas provienen de dos regiones distantes del Sistema Solar:

1. El Cinturón de Kuiper: Un disco plano más allá de la órbita de Neptuno, donde residen objetos helados. Aquí se encuentran los cometas de período corto, como el famosísimo cometa Halley.

2. La Nube de Oort: Una vasta esfera de cuerpos helados que rodea el Sistema Solar a una distancia extrema. Desde esta región provienen los cometas de largo período, que pueden tardar miles de años en completar una órbita.

Los cometas, al provenir de estas zonas frías y lejanas, contienen materiales que datan de los inicios del Sistema Solar, lo que los convierte en auténticas cápsulas del tiempo que ayudan a los astrofísicos a entender cómo se formó nuestro sistema planetario.

Sin duda, la característica más espectacular y que más llama la atención de los Cometas es la formación de sus colas. A medida que un cometa se acerca al Sol, el calor provoca que el hielo de su núcleo se sublime (pase directamente de estado sólido a estado gaseoso), liberando partículas de polvo y gas que son empujadas por el viento solar (corriente de partículas cargadas que se liberan desde la corona solar, principalmente electrones, protones y partículas alfa -nucleos de Helio ionizado-).

Existen dos tipos de colas

• Cola de Polvo: Formada por partículas de polvo que son arrastradas lejos del cometa. Esta cola es más curvada y refleja la luz del Sol.
• Cola Iónica (de Plasma): Compuesta por gases ionizados (plasma) que interactúan con el viento solar. Esta cola es recta y apunta siempre en dirección opuesta al Sol.

Para visualizar mejor cómo cambian las colas de los cometas en relación a su proximidad al Sol, imaginemos un cometa que viaja en su órbita:

Esquema de la órbita de un Cometa

• Cuando el cometa está lejos del Sol, en la parte más alejada de su órbita (afelio), el cometa no tiene cola visible. Su núcleo está congelado y no hay sublimación significativa.

• A medida que se acerca al Sol, el aumento de la temperatura hace que los gases y el polvo comiencen a escapar del núcleo, creando la coma y, eventualmente, las colas. La cola de polvo se curva detrás del cometa siguiendo su órbita, mientras que la cola iónica siempre apunta en la dirección contraria al Sol debido a la presión del viento solar.

• Al pasar cerca del Sol (perihelio), las colas se vuelven más largas y brillantes debido a la intensa sublimación. Una vez que el cometa empieza a alejarse nuevamente, las colas se acortan y se disipan.

Así, los cometas son más que simples cuerpos de hielo vagando por el espacio. Son fragmentos de la historia del Sistema Solar, y su comportamiento es un recordatorio de los complejísimos procesos que ocurren en nuestro vecindario cósmico. Sus impresionantes colas, siempre dirigidas en sentido contrario al Sol, son solo un pequeño ejemplo de cómo el viento solar influye en estos fascinantes objetos celestes. La próxima vez que un cometa sea visible desde la Tierra, sabremos que estamos siendo testigos de un visitante de los rincones más lejanos y antiguos del Sistema Solar.

El Sistema Solar es... graaaaaande! (Primera Parte)

Seguramente estamos muy acostumbrados/as a ver en los libros de Astronomía o Geografía dibujos que nos muestran mapas del Sistema Solar, en los que aparece el Sol, los Planetas, los asteroides, y algún planeta enano, como en este gráfico:

Gráfico del Sistema Solar

En la mayoría de ellos habrá una anotación que nos advierte de que ni el tamaño de los astros ni sus distancias aparentes al Sol están reflejadas a escala sino que, en realidad, los planetas son mucho más pequeños que en el dibujo y están situados mucho más lejos de nuestra estrella.

Globo de 2 metros

Pero... cómo podríamos representar un Sistema Solar a escala para hacernos una idea auténtica de los tamaños de sus componentes y las distancias que los separan? Bien, hay una manera muy visual, aunque tengamos que imaginarla un poquito, y usaremos nuestro pueblo y sus alrededores para explicarla. Vayamos a la Plaza de Cózar y pongamos en su centro un globo de 2 metros de diámetro como el que aparece en esta fotografía que representará nuestro Sol, y que puede encargarse si alguien se anima a recrear este experimento. Esto significa que vamos a construir un modelo del Sistema Solar a escala 1:696.000.000, es decir que cada metro representa en realidad 696.000 kilómetros.

Canica de 18 milímetros

Comenzamos a alejarnos de nuestro Sol y a 83 metros, más o menos en la esquina de la Calle Mayor con la Bajada del Pilar podríamos encontrar una pequeña bolita de 7 milímetros de diámetro: Mercurio. A 155 metros del Sol, en el parque de la Biblioteca, hay una canica amarillenta de tamaño normal, 17 milímetros, que representa Venus. Seguimos caminando hasta el puente que, en La Poza, cruza nuestro arroyo a 215 metros del Sol y encontramos otra canica azulada, algo mayor, de 18 milímetros, que representa nuestra Tierra. Si nos fijamos muy bien veremos otra bolita grisácea, de medio centímetro de diámetro, situada a algo más de medio metro de la canica azul, se trata de nuestra Luna.

A estas alturas ya nos empezamos a dar cuenta de cómo es en realidad nuestro Sistema Solar: nuestro planeta es una canica a 215 metros de un globo de 2 metros de diámetro. Pero sigamos ahora andando por la misma calle y llegamos al punto donde comienza el llamado "Camino del Zumacal", a 327 metros del Sol, veremos otra canica de color rojizo, algo más pequeña, de apenas 1 centímetro de diámetro, hemos llegado a Marte.

Tierra, Luna y Ceres

Si queremos llegar a Ceres y el Cinturón de Asteroides sin salir del pueblo tenemos que cambiar de dirección y dirigirnos al Colegio Municipal; allí, a 595 metros del Sol, podríamos encontrar una mota de polvo de algo más de 1 milímetro que podría representar Ceres, un planeta enano que es el objeto más grande del Cinturón de Asteroides. Si quisieramos recorrer todo el Cinturón trazando un círculo alrededor del Sol caminaríamos durante casi 4 kilómetros y seguiríamos recogiendo minúsculas motas de polvo, si es que llevamos con nosotros un buen microscopio para localizarlas. Alguien con muy buena vista tal vez encontraría a Palas y Vesta, motas de polvo de medio milímetro.

Apenas si hemos alcanzado el límite del llamado Sistema Solar Interior y ya se nos ha acabado el pueblo. En un futuro artículo tendremos que coger la bicicleta, o directamente el coche, para recorrer el Sistema Solar Exterior, si es que queremos llegar al Disco Disperso, descubierto de forma relativamente reciente, y que se encuentra más allá del Cinturón de Kuiper. Hasta entonces os dejamos con estos mapas de nuestro Sistema Solar Interior Cozareño.

Sistema Solar Interior centrado en Cózar, visión de plano.

Sistema Solar Interior centrado en Cózar, visión de satélite.