Por primera vez una nave espacial logró atravesar la cola de un cometa

La nave espacial Solar Orbiter de la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Nasa voló a través de la cola de un cometa por segunda vez en su misión, recopilando una gran cantidad de datos científicos que ahora esperan un análisis completo.

Para una nave espacial diseñada para realizar estudios del Sol, Solar Orbiter también se está haciendo un nombre en la exploración de cometas. Durante varios días centrados entre las 12.00 y las 13.00 UTC del 17 de diciembre de 2021, la nave espacial se encontró volando a través de la cola del cometa C/2021 A1 Leonard.

El encuentro capturó información sobre las partículas y el campo magnético presentes en la cola del cometa. Esto permitirá a los astrónomos estudiar la forma en que el cometa interactúa con el viento solar, un viento variable de partículas y un campo magnético que emana del Sol y barre el sistema solar.

El cruce había sido predicho por Samuel Grant, un estudiante de posgrado en el Laboratorio de Ciencias Espaciales Mullard del University College de Londres. Adaptó un programa informático existente que comparaba las órbitas de las naves espaciales con las órbitas de los cometas para incluir los efectos del viento solar y su capacidad para dar forma a la cola de un cometa.

“Lo ejecuté con el cometa Leonard y Solar Orbiter con algunas conjeturas sobre la velocidad del viento solar. Y fue entonces cuando vi que, incluso para un rango bastante amplio de velocidades del viento solar, parecía que habría un cruce”, dijo en un comunicado.

En el momento del cruce, Solar Orbiter estaba relativamente cerca de la Tierra y pasó el 27 de noviembre de 2021 para una maniobra de asistencia por gravedad que marcó el comienzo de la fase científica de la misión y colocó a la nave espacial en curso para su aproximación cercana de marzo de 2022 a el sol. El núcleo del cometa estaba a 44,5 millones de kilómetros de distancia, cerca del planeta Venus, pero su cola gigante se extendía por el espacio hasta la órbita de la Tierra y más allá.

Hasta ahora, la mejor detección de la cola del cometa de Solar Orbiter proviene del conjunto de instrumentos Solar Wind Analyzer (SWA). Su sensor de iones pesados (HIS) midió claramente átomos, iones e incluso moléculas que son atribuibles al cometa en lugar del viento solar.

Los iones son átomos o moléculas a los que se les ha quitado uno o más electrones y ahora llevan una carga eléctrica neta positiva. SWA-HIS detectó iones de oxígeno, carbono, nitrógeno molecular y moléculas de monóxido de carbono, dióxido de carbono y posiblemente agua. “Debido a su pequeña carga, estos iones son claramente de origen cometario”, dice Stefano Livi, investigador principal de SWA-HIS del Southwest Research Institute.

A medida que un cometa se mueve por el espacio, tiende a envolver el campo magnético del Sol a su alrededor. Este campo magnético está siendo transportado por el viento solar, y el drapeado crea discontinuidades donde la polaridad del campo magnético cambia bruscamente de norte a sur y viceversa.

Los datos del instrumento del magnetómetro (MAG) de hecho sugieren la presencia de tales estructuras de campo magnético drapeado, pero hay más análisis por hacer para estar absolutamente seguros. “Estamos en el proceso de investigar algunas perturbaciones magnéticas de menor escala observadas en nuestros datos y combinarlas con mediciones de los sensores de partículas de Solar Orbiter para comprender su posible origen cometario”, dice Lorenzo Matteini, coinvestigador de MAG del Imperial College de Londres.

Además de los datos de partículas, Solar Orbiter también adquirió imágenes con el coronógrafo de múltiples longitudes de onda Metis. Puede realizar observaciones ultravioleta que ven la emisión Lyman alfa emitida por el hidrógeno, y puede medir la polarización de la luz visible. Durante los días 15 y 16 de diciembre capturó la cabeza distante del cometa simultáneamente en luz visible y ultravioleta.

Estas imágenes ahora están siendo analizadas por el equipo del instrumento. “Las imágenes de luz visible pueden indicar la velocidad a la que el cometa está expulsando polvo, mientras que las imágenes ultravioleta pueden dar la tasa de producción de agua”, dice Alain Corso, coinvestigador de Metis en el CNR-Istituto di Fotonica e Nanotecnologie, Italia.