Posibles Cambios en la "Huella Digital" del Agua de un Cometa

 

01.03.17.- Un viaje más allá del Sol puede haber alterado selectivamente la producción de una forma de agua en un cometa - un efecto no visto antes por los astrónomos, según sugiere un nuevo estudio de la NASA.

Astrónomos del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA observaron el cometa de la nube de Oort C/2014 Q2, también llamado Lovejoy, cuando pasó cerca de la Tierra a principios de 2015. A través de la asociación de la NASA con el Observatorio WM Keck en Mauna Kea, el equipo observó al cometa en longitudes de onda infrarrojas unos días después de que Lovejoy pasara su perihelio, o punto más cercano al sol.

El equipo se centró en el agua de Lovejoy, midiendo simultáneamente la liberación de H2O junto con la producción de una forma más pesada de agua, HDO. Las moléculas de agua consisten en dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno. Un átomo de hidrógeno tiene un protón, pero cuando también incluye un neutrón, ese isótopo más pesado del hidrógeno se llama deuterio, la "D" en HDO. A partir de estas mediciones, los investigadores calcularon la relación D-a-H, una huella digital química que proporciona pistas sobre exactamente dónde se formaron los cometas (o asteroides) dentro de la nube de material que rodeó al joven sol en los primeros días del sistema solar. Los investigadores también usan el valor D-a-H para tratar de entender cuánto del agua de la Tierra puede haber venido de cometas frente a asteroides.

Los científicos compararon sus hallazgos de las observaciones de Keck con las observaciones de otro equipo realizadas antes de que el cometa alcanzara el perihelio, utilizando tanto telescopios espaciales como terrestres, y encontraron una diferencia inesperada: después del perihelio, la producción de HDO era dos o tres veces mayor, mientras que la producción de H2O permaneció esencialmente constante. Esto significó que la razón D-a-H era de dos a tres veces superior a los valores reportados anteriormente.

"El cambio que vimos con este cometa es sorprendente y destaca la necesidad de realizar mediciones repetidas de D-a-H en cometas en diferentes posiciones en sus órbitas para comprender todas las implicaciones", dijo Lucas Paganini, investigador del Centro de Astrobiología de Goddard y autor principal del estudio.

Los cambios en la producción de agua se esperan a medida que los cometas se aproximan al Sol, pero la comprensión previa sugiere que la liberación de estas diferentes formas de agua normalmente suben o bajan más o menos juntas, manteniendo un valor D-H constante. Los nuevos hallazgos sugieren que tal vez no sea el caso.

"Si el valor de D a H cambia con el tiempo, sería un error suponer que los cometas aportaron sólo una pequeña fracción del agua de la Tierra en comparación con los asteroides", dijo Paganini, "sobre todo si estos se basan en una sola medición del valor D-a-H en el agua del cometa".

La producción de HDO en cometas ha sido históricamente difícil de medir, porque HDO es una forma mucho menos abundante de agua. Lovejoy, por ejemplo, lanzó del orden de 1.500 veces más H2O que HDO. El brillo de Lovejoy permitió medir HDO cuando el cometa pasó cerca de la Tierra, y los detectores mejorados que se están instalando en algunos telescopios terrestres permitirán mediciones similares en cometas más débiles en el futuro.

El cambio aparente en el D-H de Lovejoy puede ser causado por los niveles más altos de procesos energéticos -como la radiación cerca del sol- que podrían haber alterado las características del agua en las capas superficiales del cometa. En este caso, un valor D-a-H diferente podría indicar que el cometa ha "envejecido" en una etapa diferente de su ciclo de vida. Por otra parte, los resultados anteriores podrían haber ignorado la posible alteración química que se produce en la tenue atmósfera del cometa.

"Los cometas pueden ser bastante activos ya veces bastante dinámicos, especialmente cuando están en el sistema solar interno, más cerca del sol", dijo Michael Mumma, director del Centro de Astrobiología Goddard y coautor del estudio. "La técnica de infrarrojos proporciona una instantánea de la salida del cometa midiendo la producción de H2O y HDO simultáneamente. Esto es especialmente importante porque elimina muchas fuentes de incertidumbre sistemática."

 

Astrónomos del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA observaron el cometa de la nube de Oort C/2014 Q2, también llamado Lovejoy, cuando pasó cerca de la Tierra a principios de 2015. Créditos: Cortesía de Damian Peach