67P / Churyumov – Gerasimenko (abreviado como 67P o 67P / C – G ) es un cometa de la familia de Júpiter , [9] originalmente del cinturón de Kuiper , [10] con un período orbital actual de 6.45 años, [1] un período de rotación de aproximadamente 12,4 horas [8] y una velocidad máxima de 135.000 km / h (38 km / s; 84.000 mph). [11] Churyumov-Gerasimenko mide aproximadamente 4,3 por 4,1 km (2,7 por 2,5 millas) en sus dimensiones más largas y anchas. [12] Fue observado por primera vez en placas fotográficas en 1969 por los astrónomos soviéticos Klim Ivanovych Churyumov.y Svetlana Ivanovna Gerasimenko , de quien lleva su nombre . [13] Llegará al perihelio (la aproximación más cercana al Sol) el 2 de noviembre de 2021. [2] [3] [14]
Descubrimiento | |||||||||||||||||
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Descubierto por | Klim Ivanovich Churyumov Svetlana Ivanovna Gerasimenko | ||||||||||||||||
Sitio de descubrimiento | Alma-Ata , RSS de Kazajstán , Unión Soviética Kiev , RSS de Ucrania , Unión Soviética | ||||||||||||||||
Fecha de descubrimiento | 20 de septiembre de 1969 | ||||||||||||||||
Designaciones | |||||||||||||||||
Nombres alternativos | 1969 R1, 1969 IV, 1969h, 1975 P1, 1976 VII, 1975i, 1982 VIII, 1982f, 1989 VI, 1988i [1] | ||||||||||||||||
Características orbitales [1] | |||||||||||||||||
Época 10 de agosto de 2014 ( JD 2456879.5) | |||||||||||||||||
Afelio | 5.6829 AU (850,150,000 km; 528,260,000 mi) | ||||||||||||||||
Perihelio | 1.2432 AU (185,980,000 km; 115,560,000 mi) | ||||||||||||||||
Semieje mayor | 3.4630 AU (518,060,000 km; 321,910,000 mi) | ||||||||||||||||
Excentricidad | 0,64102 | ||||||||||||||||
Periodo orbital | 6,44 años | ||||||||||||||||
Anomalía media | 303,71 ° | ||||||||||||||||
Inclinación | 7.0405 ° | ||||||||||||||||
Longitud del nodo ascendente | 50.147 ° | ||||||||||||||||
Tiempo de perihelio | 2 de noviembre de 2021 [2] [3] | ||||||||||||||||
Argumento de perihelio | 12.780 ° | ||||||||||||||||
Características físicas | |||||||||||||||||
Dimensiones | |||||||||||||||||
Volumen | 18,7 km 3 (4,5 millas cúbicas) [5] | ||||||||||||||||
Masa | (9,982 ± 0,003) × 10 12 kg [5] | ||||||||||||||||
Densidad media | 0.533 ± 0.006 g / cm 3 [5] [6] (0.01926 ± 0.00022 lb / cu in) | ||||||||||||||||
Velocidad de escape | est. 1 m / s [7] | ||||||||||||||||
Período de rotación | 12,4043 ± 0,0007 h [8] | ||||||||||||||||
Inclinación axial | 52 ° [4] | ||||||||||||||||
Ascensión recta del polo norte | 69,3 ° [4] | ||||||||||||||||
Declinación del polo norte | 64,1 ° [4] | ||||||||||||||||
Albedo | 0.06 [4] | ||||||||||||||||
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Churyumov-Gerasimenko fue el destino de la Agencia Espacial Europea 's Rosetta misión, lanzada el 2 de marzo de 2004. [15] [16] [17] Rosetta rendezvoused con Churyumov-Gerasimenko el 6 de agosto 2014 [18] [19] y entró en órbita el 10 de septiembre de 2014. [20] El módulo de aterrizaje de Rosetta , Philae , aterrizó en la superficie del cometa el 12 de noviembre de 2014, convirtiéndose en la primera nave espacial en aterrizar en el núcleo de un cometa . [21] [22] [23] El 30 de septiembre de 2016, la nave espacial Rosetta finalizó su misión al aterrizar en el cometa en su región Ma'at. [24] [25]
Descubrimiento
Churyumov-Gerasimenko fue descubierto en 1969 por Klim Ivanovich Churyumov del Observatorio Astronómico de la Universidad de Kiev , [26] quien examinó una fotografía que había sido expuesta para el cometa Comas Solà por Svetlana Ivanovna Gerasimenko el 11 de septiembre de 1969 en el Instituto Astrofísico de Alma-Ata , cerca de Alma-Ata (ahora Almaty ), la entonces capital de la República Socialista Soviética de Kazajstán , Unión Soviética . Churyumov encontró un objeto cometario cerca del borde de la placa, pero supuso que se trataba del cometa Comas Solà. [27]
Después de regresar a su instituto de origen en Kiev , Churyumov examinó todas las placas fotográficas más de cerca. El 22 de octubre, aproximadamente un mes después de la toma de la fotografía, descubrió que el objeto no podía ser Comas Solà, porque estaba a unos 1,8 grados de la posición esperada. Un examen más detenido produjo una imagen tenue de Comas Solà en su posición esperada en la placa, demostrando así que el otro objeto era un cuerpo diferente. [27]
Forma
El cometa consta de dos lóbulos conectados por un cuello más estrecho, el lóbulo más grande mide aproximadamente 4,1 km × 3,3 km × 1,8 km (2,5 mi × 2,1 mi × 1,1 mi) y el más pequeño aproximadamente 2,6 km × 2,3 km × 1,8 km ( 1,6 millas × 1,4 millas × 1,1 millas). [4] Con cada órbita, el cometa pierde materia, ya que el sol evapora el gas y el polvo. Se estima que actualmente se pierde por órbita una capa con un espesor medio de aproximadamente 1 ± 0,5 m (3,3 ± 1,6 pies). [28] El cometa tiene una masa de aproximadamente 10 mil millones de toneladas. [5]
La forma de dos lóbulos del cometa es el resultado de una colisión suave y de baja velocidad de dos objetos, y se denomina binario de contacto . Las "terrazas", capas del interior del cometa que han sido expuestas por el desprendimiento parcial de las capas externas durante su existencia, están orientadas en diferentes direcciones en los dos lóbulos, lo que indica que dos objetos se fusionaron para formar Churyumov-Gerasimenko. [29] [30]
Superficie
Hay 26 regiones distintas en Churyumov-Gerasimenko, cada una con el nombre de una deidad egipcia ; las regiones del lóbulo grande llevan el nombre de dioses, mientras que las del lóbulo pequeño llevan el nombre de diosas. Se definieron 19 regiones en el hemisferio norte antes del equinoccio . [31] [32] Más tarde, cuando el hemisferio sur se iluminó, se identificaron siete regiones más usando la misma convención de nomenclatura. [33] [34]
Región | Terreno | Región | Terreno | Región | Terreno |
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Maat | Cubierto de polvo | Ceniza | Cubierto de polvo | Babi | Cubierto de polvo |
Seth | Material picado y quebradizo | Hatmehit | Depresión a gran escala | Nuez | Depresión a gran escala |
Aten | Depresión a gran escala | Hapi | Liso | Imhotep | Liso |
Anubis | Liso | Maftet | Como una roca | Bastet | Como una roca |
Serqet | Como una roca | Hathor | Como una roca | Anuket | Como una roca |
Khepry | Como una roca | Aker | Como una roca | Atum | Como una roca |
Apis | Como una roca | Khonsu | Como una roca | Bes | Como una roca |
Anhur | Parecido a una roca, bastante friable | Geb | Como una roca | Sobek | Como una roca |
Neith | Como una roca | Wosret | Como una roca |
Puertas
Las características descritas como puertas , prominencias gemelas en la superficie llamadas así por su apariencia, [ aclaración necesaria ] fueron nombradas en honor a los miembros fallecidos del equipo de Rosetta . [35]
Nombre | Lleva el nombre de |
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C. Puerta de Alejandro | Claudia alexander |
A. Puerta Coradini | Angioletta Coradini |
Cambios de superficie
Durante la vida de Rosetta , se observaron muchos cambios en la superficie del cometa, particularmente cuando el cometa estaba cerca del perihelio . [36] [37] [38] Estos cambios incluyeron la evolución de patrones de formas circulares en terrenos lisos que en algún momento crecieron en tamaño unos pocos metros por día. [39] [40] También se observó que una fractura en la región del cuello aumentaba de tamaño; cantos rodados de decenas de metros de ancho fueron desplazados, a veces viajando más de 100 metros; y se eliminaron parches del suelo para exponer nuevas características. También se han observado varios acantilados que se derrumban. Un ejemplo notable en diciembre de 2015 fue capturado por Rosetta 's NavCam como un parche brillante de la luz que brilla de la cometa. Los científicos de Rosetta determinaron que un gran acantilado se había derrumbado, convirtiéndolo en el primer deslizamiento de tierra en un cometa que se sabe que está asociado con un estallido de actividad. [41] [42]
Roca de Keops
Keops es la roca más grande en la superficie del cometa, mide hasta 45 metros. Está ubicado en el lóbulo más grande del cometa. Recibió el nombre de la pirámide de Giza porque su forma es similar a la de una pirámide. [43] [44] [45]
Órbita y rotación
Como los otros cometas de la familia Júpiter, Churyumov-Gerasimenko probablemente se originó en el cinturón de Kuiper y fue expulsado hacia el interior del Sistema Solar, donde posteriores encuentros con Júpiter cambiaron sucesivamente su órbita.
Hasta 1840, la distancia del perihelio del cometa era de 4 UA (600 millones de km ), demasiado para que el Sol vaporizara el núcleo. En 1840, Júpiter cambió la órbita a una distancia de perihelio de 3 AU (450 millones de km), y los encuentros posteriores disminuyeron aún más esa distancia a 2,77 AU (414 millones de km). [46]
En febrero de 1959, un encuentro cercano con Júpiter [47] movió el perihelio de Churyumov-Gerasimenko hacia adentro a aproximadamente 1.29 UA (193 millones de km), donde permanece hoy. [14] [46] En noviembre de 2220, el cometa pasará aproximadamente 0,12 AU (18 millones de km) desde Júpiter, lo que moverá el perihelio hacia el interior hasta aproximadamente 0,8 AU (120 millones de km) del Sol.
Antes del pasaje del perihelio de Churyumov-Gerasimenko en 2009, su período de rotación era de 12,76 horas. Durante este pasaje por el perihelio, disminuyó a 12,4 horas, lo que probablemente sucedió debido al torque inducido por la sublimación . [8]
2015 perihelio
A septiembre de 2014[actualizar], El núcleo de Churyumov-Gerasimenko tenía una magnitud aparente de aproximadamente 20. [3] Llegó al perihelio el 13 de agosto de 2015. [48] [2] Desde diciembre de 2014 hasta septiembre de 2015, tuvo un alargamiento de menos de 45 grados con respecto al Sol. [49] El 10 de febrero de 2015, pasó por una conjunción solar cuando estaba a 5 grados del Sol ya 3,3 AU (490 millones de km) de la Tierra. [49] Cruzó el ecuador celeste el 5 de mayo de 2015 y se volvió más fácil de ver desde el hemisferio norte . [49] Incluso justo después del perihelio cuando estaba en la constelación de Géminis , solo se iluminó hasta una magnitud aparente de 12, y requirió un telescopio para ser visto. [2] A julio de 2016[actualizar], el cometa tenía una magnitud total de aproximadamente 20. [3]
Misión Rosetta
La misión Rosetta fue la primera misión en incluir un orbitador que acompañó a un cometa durante varios años, así como un módulo de aterrizaje que recopiló datos de cerca de la superficie del cometa. La misión se lanzó en 2004, llegó al cometa 67P en 2014 y concluyó con un aterrizaje en la superficie del cometa en 2016.
Trabajo avanzado
Como preparación para la misión Rosetta , se analizaron de cerca las imágenes del Telescopio Espacial Hubble tomadas el 12 de marzo de 2003. Se construyó un modelo 3D general y se crearon imágenes generadas por computadora. [50]
El 25 de abril de 2012, N. Howes, G. Sostero y E. Guido tomaron las observaciones más detalladas hasta ese momento con el Telescopio Faulkes de 2 metros mientras estaba en su afelio. [ cita requerida ]
El 6 de junio de 2014, se detectó la liberación de vapor de agua a una velocidad de aproximadamente 1 litro por segundo (0,26 galones estadounidenses por segundo) cuando Rosetta estaba a 360.000 km (220.000 millas) de Churyumov-Gerasimenko y a 3,9 AU (580 millones de km) de la Sol. [51] [52] El 14 de julio de 2014, las imágenes tomadas por Rosetta mostraron que su núcleo es de forma irregular con dos lóbulos distintos. [53] El tamaño del núcleo se estimó en 3,5 × 4 km (2,2 × 2,5 mi). [54] En ese momento se propusieron dos explicaciones para su forma: que era un binario de contacto , o que su forma pudo haber resultado de la erosión asimétrica debido a la sublimación del hielo de su superficie para dejar atrás su forma lobulada. [19] [17] En septiembre de 2015, los científicos de la misión habían determinado que la hipótesis del contacto binario era inequívocamente correcta. [55] [30]
Encuentro y órbita
A partir de mayo de 2014, la velocidad de Rosetta se redujo en 780 m / s (2.800 km / h; 1.700 mph) con una serie de disparos de propulsores . [17] [56] Los controladores de tierra reunieron a Rosetta con Churyumov-Gerasimenko el 6 de agosto de 2014. [18] [19] Esto se hizo reduciendo la velocidad relativa de Rosetta a 1 m / s (4 km / h; 2 mph). Rosetta entró en órbita el 10 de septiembre, a unos 30 km (19 millas) del núcleo. [18] [19] [57]
Aterrizaje
El descenso de un pequeño módulo de aterrizaje se produjo el 12 de noviembre de 2014. Philae es una sonda robótica de 100 kg (220 lb) que se posa en la superficie con un tren de aterrizaje . [17] [58] El lugar de aterrizaje ha sido bautizado como Agilkia en honor a la isla de Agilkia , donde los templos de la isla de Philae fueron reubicados después de que la construcción de la presa de Asuán inundó la isla. [59] La aceleración debida a la gravedad en la superficie de Churyumov-Gerasimenko se ha estimado para fines de simulación en 10 −3 m / s 2 , [60] o aproximadamente 1/10000 de la de la Tierra.
Debido a su baja masa relativa, el aterrizaje en el cometa implicó ciertas consideraciones técnicas para mantener a Philae anclado. La sonda contiene una serie de mecanismos diseñados para manejar la baja gravedad de Churyumov-Gerasimenko, incluyendo un propulsor de gas frío , arpones, tornillos para hielo montados en patas de aterrizaje y un volante para mantenerlo orientado durante su descenso. [61] [62] [63] Durante el evento, el propulsor y los arpones no funcionaron, y los tornillos para hielo no lograron agarrarse. El módulo de aterrizaje rebotó dos veces y solo se detuvo cuando hizo contacto con la superficie por tercera vez, [64] dos horas después del primer contacto. [sesenta y cinco]
El contacto con Philae se perdió el 15 de noviembre de 2014 debido a la caída de la batería. El Centro Europeo de Operaciones Espaciales restableció brevemente las comunicaciones el 14 de junio de 2015 e informó de una nave espacial en buen estado, pero las comunicaciones se perdieron nuevamente poco después. [66] El 2 de septiembre de 2016, Philae fue localizado en fotografías tomadas por el orbitador Rosetta . Se había detenido en una grieta con solo su cuerpo y dos piernas visibles. Si bien el descubrimiento resuelve la cuestión de la disposición del módulo de aterrizaje, también permite a los científicos del proyecto contextualizar adecuadamente los datos que devolvió de la superficie del cometa. [67]
Propiedades físicas
La composición del vapor de agua de Churyumov-Gerasimenko, determinada por la nave espacial Rosetta , es sustancialmente diferente de la que se encuentra en la Tierra. Se determinó que la proporción de deuterio a hidrógeno en el agua del cometa era tres veces mayor que la encontrada para el agua terrestre. Esto hace que sea poco probable que el agua que se encuentra en la Tierra provenga de cometas como Churyumov-Gerasimenko. [10] [68] [69] El vapor de agua también se mezcla con una cantidad significativa de formaldehído (0,5% en peso) y metanol (0,4% en peso), estas concentraciones caen dentro del rango común para los cometas del sistema solar. [70] El 22 de enero de 2015, la NASA informó que, entre junio y agosto de 2014, el cometa liberó cantidades crecientes de vapor de agua, hasta diez veces más. [71] El 23 de enero de 2015, la revista Science publicó un número especial de estudios científicos relacionados con el cometa. [72]
Las mediciones llevadas a cabo antes de Philae 's baterías fallidos indican que la capa de polvo podría ser tanto como 20 cm (8 pulgadas) de espesor. Debajo hay hielo duro o una mezcla de hielo y polvo. La porosidad parece aumentar hacia el centro del cometa. [73]
Se encontró que el núcleo de Churyumov-Gerasimenko tener ningún campo magnético propio después se tomaron medidas durante Philae 's descenso y aterrizaje por su instrumento ROMAP y Rosetta ' s instrumento RPC-MAG. Esto sugiere que el magnetismo puede no haber jugado un papel en la formación temprana del Sistema Solar, como se había planteado previamente. [74] [75]
El espectrógrafo ALICE en Rosetta determinó que los electrones (a 1 km o 0,6 millas por encima del núcleo del cometa ) producidos a partir de la fotoionización de moléculas de agua por radiación solar , y no los fotones del Sol como se pensaba anteriormente, son los responsables de la degradación del agua y el dióxido de carbono. moléculas liberadas del núcleo del cometa a su coma . [76] [77] Además, en el cometa están presentes pozos activos, relacionados con colapsos de sumideros y posiblemente asociados con estallidos. [78] [79]
Las mediciones realizadas por la COSAC e instrumentos Ptolomeo en el Philae 's Lander revelaron dieciséis compuestos orgánicos , cuatro de los cuales fueron vistos por primera vez en un cometa, incluyendo acetamida , acetona , isocianato de metilo y propionaldehído . [80] [81] [82] Los astrobiólogos Chandra Wickramasinghe y Max Wallis afirmaron que algunas de las características físicas detectadas en la superficie del cometa por Rosetta y Philae , como su corteza rica en orgánicos , podrían explicarse por la presencia de microorganismos extraterrestres . [83] [84] Los científicos del programa Rosetta descartaron la afirmación como "pura especulación". [85] Los compuestos ricos en carbono son comunes en el Sistema Solar. Ni Rosetta ni Philae están equipados para buscar evidencia directa de organismos . [83] El único aminoácido detectado hasta ahora en el cometa es la glicina , junto con las moléculas precursoras metilamina y etilamina . [86]
También se encontraron compuestos orgánicos sólidos en las partículas de polvo emitidas por el cometa; el carbono en este material orgánico está ligado en "compuestos macromoleculares muy grandes", análogos a la materia orgánica insoluble en los meteoritos de condrita carbonácea . Los científicos piensan que la materia sólida carbonácea cometaria observada podría tener el mismo origen que la materia orgánica insoluble meteorítica, pero sufrió menos modificaciones antes o después de ser incorporada al cometa. [87]
Uno de los descubrimientos más destacados de la misión hasta el momento es la detección de grandes cantidades de oxígeno molecular libre ( O
2) gas que rodea al cometa. Los modelos actuales del sistema solar sugieren que el oxígeno molecular debería haber desaparecido cuando se creó el 67P, hace unos 4.600 millones de años, en un proceso violento y caliente que habría provocado que el oxígeno reaccionara con el hidrógeno y formara agua. [88] [89] Nunca antes se había detectado oxígeno molecular en los comas cometarios. Las mediciones in situ indican que el O
2/ H
2El cociente O es isotrópico en el coma y no cambia sistemáticamente con la distancia heliocéntrica, lo que sugiere que el O primordial
2se incorporó al núcleo durante la formación del cometa. [88] Esta interpretación fue cuestionada por el descubrimiento de que O
2puede producirse en la superficie del cometa en colisiones de moléculas de agua con silicatos y otros materiales que contienen oxígeno. [90] Detección de nitrógeno molecular ( N
2) en el cometa sugiere que sus granos cometarios se formaron en condiciones de baja temperatura por debajo de 30 K (-243 ° C; -406 ° F). [91]
El 3 de julio de 2018, los investigadores estimaron que es posible que no se produzca oxígeno molecular en la superficie del cometa 67P en cantidad suficiente, lo que amplía el misterio de su origen. [92] [93]
Misiones futuras
CAESAR fue una misión de retorno de muestras propuesta con el objetivo de regresar a 67P / Churyumov-Gerasimenko, capturar regolito de la superficie y devolverlo a la Tierra. [94] [95] Esta misión estaba compitiendo en el proceso de selección de la misión 4 New Frontiers de la NASA, y fue uno de los dos finalistas del programa. [96] En junio de 2019, se pasó por alto a favor de Dragonfly . [97] [98]
Galería
Una reconstrucción de la forma del núcleo basada en las observaciones del Hubble en 2003
Visto por el Very Large Telescope el 11 de agosto de 2014 [99]
Visto por Rosetta el 22 de agosto de 2014
Visto por Rosetta el 14 de septiembre de 2014
Visto por Rosetta el 28 de marzo de 2015
Visto por Rosetta el 2 de mayo de 2015
Visto por Rosetta el 7 de julio de 2015
Imagen que muestra acantilados irregulares, 10 de diciembre de 2014
Moléculas portadoras de fósforo que se encuentran en una región de formación de estrellas y el cometa 67P. [100]
Ver también
- Lista de cometas visitados por naves espaciales
- Lista de cometas numerados § 67P
Referencias
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Otras lecturas
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- Corum, Jonathan (30 de abril de 2015). "Rosetta está siguiendo a un cometa que se calienta" . The New York Times .
enlaces externos
- 67P / Churyumov – Gerasimenko en Cometography
- 67P / Churyumov – Gerasimenko por el Instituto de Astrofísica de Canarias
- 67P / Guía de pronunciación de Churyumov – Gerasimenko de la ESA
- "Misión para aterrizar en un cometa" de la NASA
- Imagen astronómica del día de la NASA: un chorro de polvo de la superficie del cometa 67P (6 de noviembre de 2017)
- Rosetta 's imágenes finales en YouTube, por la ESA
- Archivo de imágenes completo de Rosetta de la ESA
- Vistas en estéreo OSIRIS de 67P / Churyumov – Gerasimenko por CNES
- Landing News and Comments ( The New York Times ; 12 de noviembre de 2014)
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