El cometa P/2019LD2 hace una parada en boxes cerca de los asteroides de Júpiter

El telescopio espacial Hubble de la NASA tomó esta imagen del joven cometa P/2019LD2 mientras orbita cerca de los antiguos asteroides capturados por Júpiter, llamados asteroides troyanos. La vista del Hubble revela una cola de polvo y gas de 643.000 kilómetros de largo que fluye desde el núcleo sólido brillante del cometa.
Crédito: NASA / ESA / J. Olmsted / STScI.

Por primera vez, se ha detectado un objeto caprichoso parecido a un cometa cerca de la familia de los asteroides troyanos.

Después de viajar varios miles de millones de kilómetros hacia el Sol, un objeto joven caprichoso parecido a un cometa que orbita entre los planetas gigantes, ha encontrado un lugar de estacionamiento temporal en el camino. El objeto se ha asentado cerca de una familia de antiguos asteroides capturados, llamados troyanos, que orbitan alrededor del Sol junto a Júpiter. Esta es la primera vez que se detecta un objeto parecido a un cometa cerca de la población de los troyanos.

El visitante inesperado pertenece a una clase de cuerpos helados que se encuentran en el espacio entre Júpiter y Neptuno. Llamados centauros, se activan por primera vez cuando se calientan a medida que se acercan al Sol, y dinámicamente pasan a ser más parecidos a los cometas.

Las imágenes de luz visible del Telescopio Espacial Hubble de la NASA revelan que el objeto vagabundo muestra signos de actividad del tipo de los cometas, como una cola, desgasificación en forma de chorros y un coma envolvente de polvo y gas. Las observaciones anteriores del telescopio espacial Spitzer de la NASA dieron pistas sobre la composición del objeto parecido a un cometa y los gases que impulsan su actividad.

“Solo el Hubble pudo detectar características activas similares a cometas tan lejanos con tan preciso detalle, y las imágenes muestran claramente estas características, como una cola ancha de aproximadamente 643.000 kilómetros de largo y características de alta resolución cerca del núcleo debido a un coma y a unos jets ”, dijo el investigador líder del Hubble, Bryce Bolin, de Caltech en Pasadena, California.

Al describir la imagen del Centauro como un evento raro, Bolin agregó: “El visitante tuvo que haber entrado en la órbita de Júpiter en la trayectoria justa para tener este tipo de configuración que le da la apariencia de compartir su órbita con el planeta. Estamos investigando cómo fue capturado por Júpiter y se ubicó entre los troyanos. Pero creemos que podría estar relacionado con el hecho de que tuvo un encuentro algo cercano con Júpiter “.

El artículo del equipo aparece en la edición del 11 de febrero de The Astronomical Journal.

Las simulaciones por ordenador del equipo de investigación, muestran que el objeto helado llamado P/2019 LD2 (LD2), probablemente se acercó a Júpiter hace unos dos años. Luego, el planeta empujó gravitacionalmente al visitante hacia la ubicación orbital del grupo de asteroides troyanos, adelantando a Júpiter por aproximadamente 703 millones de kilómetros.

Bucket brigade

El objeto nómada fue descubierto a principios de junio de 2019 por los telescopios del Sistema de Última Alerta de Impacto Terrestre de Asteroides (ATLAS) de la Universidad de Hawai, ubicados en los volcanes extintos, uno en Mauna Kea y otro en Haleakala. El astrónomo aficionado japonés Seiichi Yoshida informó al equipo del Hubble sobre la posible actividad de un cometa. Luego, los astrónomos escanearon los datos de archivo de Zwicky Transient Facility, un estudio de campo amplio realizado en el Observatorio Palomar en California, y se dieron cuenta de que el objeto estaba claramente activo en las imágenes de abril de 2019.

Siguieron con observaciones del Observatorio Apache Point en Nuevo México, que también insinuaron la actividad. El equipo observó el cometa usando Spitzer pocos días antes del retiro del observatorio en enero de 2020 e identificó gas y polvo alrededor del núcleo del cometa. Estas observaciones convencieron al equipo de usar Hubble para observarlo más de cerca. Con la ayuda de la aguda visión del Hubble, los investigadores identificaron la cola, la estructura de la coma, el tamaño de las partículas de polvo y su velocidad de expulsión. Estas imágenes les ayudaron a confirmar que las características se deben a una actividad relativamente nueva, similar a la de un cometa.

Aunque la ubicación de LD2 es sorprendente, Bolin se pregunta si esta parada en boxes podría ser una actividad común para algunos cometas con rumbo al sol. “Esto podría ser parte del camino desde nuestro sistema solar exterior a través de los troyanos de Júpiter, hasta el sistema solar interior”, dijo.

El cinturón de asteroides se encuentra entre Marte y Júpiter, mientras que los asteroides troyanos conducen y siguen a Júpiter. Los científicos ahora saben que los asteroides del sistema solar temprano (hace 4.600 millones de años) se adhirieron y finalmente formaron los planetas interiores, incluida la Tierra.
Crédito: NASA / ESA / J. Olmsted / STScI.

El invitado inesperado probablemente no permanecerá entre los asteroides por mucho tiempo. Las simulaciones por ordenador muestran que tendrá otro encuentro cercano con Júpiter en aproximadamente dos años. El enorme planeta arrancará al cometa del sistema y continuará su viaje hacia el interior del sistema solar.

“Lo bueno es que estás capturando a Júpiter lanzando a este objeto y cambiando su comportamiento orbital y llevándolo al sistema interno”, dijo el miembro del equipo Carey Lisse del Laboratorio de Física Aplicada (APL) de la Universidad Johns Hopkins en Laurel, Maryland. . “Júpiter controla lo que sucede con los cometas, al alterar sus órbitas, una vez que entran en el sistema interno “.

El intruso helado es probablemente uno de los últimos miembros de la llamada “bucket brigade” de cometas, en ser expulsado de su hogar en el Cinturón de Kuiper y en la región del planeta gigante a través de interacciones con otro objeto del Cinturón de Kuiper. Ubicado más allá de la órbita de Neptuno, el Cinturón de Kuiper es un refugio de escombros helados que sobraron de la construcción de nuestros planetas hace 4.600 millones de años, que contiene millones de objetos, y ocasionalmente estos objetos tienen accidentes o colisiones que alteran drásticamente sus órbitas desde el Cinturón de Kuiper hacia el interior, a la región de Júpiter.

La bucket brigade de reliquias heladas, soporta un viaje lleno de baches durante su viaje hacia el sol. Rebotan gravitacionalmente de un planeta exterior a otro en un juego de pinball celeste antes de llegar al sistema solar interior, calentándose a medida que se acercan al Sol. Los investigadores dicen que los objetos pasan tanto tiempo o incluso más alrededor de los planetas gigantes que están tirando de ellos gravitacionalmente, alrededor de 5 millones de años, más que cruzando hacia el sistema interno donde vivimos.

“Los cometas del sistema interno de ‘período corto’ se rompen aproximadamente una vez por siglo”, explicó Lisse. “Entonces, para mantener la cantidad de cometas locales que vemos hoy, creemos que la bucket brigade tiene que “arrojar” un nuevo cometa de período corto aproximadamente una vez cada 100 años”.

Un florecimiento temprano

Ver actividad de desgasificación en un cometa a 748 millones de kilómetros de distancia del Sol (donde la intensidad de la luz solar es 1/25 de la de la Tierra) sorprendió a los investigadores. “Nos intrigó ver que el cometa acababa de comenzar a activarse por primera vez tan lejos del Sol a distancias en las que el hielo de agua apenas comienza a sublimarse”, dijo Bolin.

El agua permanece congelada en un cometa hasta que alcanza unos 321 millones de kilómetros del Sol, donde el calor de la luz solar convierte el hielo de agua en gas que escapa del núcleo en forma de chorros. Entonces, la actividad indica que la cola podría no estar hecha de agua. De hecho, las observaciones de Spitzer indicaron la presencia de gas de monóxido de carbono y dióxido de carbono, que podrían estar impulsando la creación de la cola y los chorros que se ven en el cometa en órbita alrededor de Júpiter. Estos volátiles no necesitan mucha luz solar para calentar su forma congelada y convertirlos en gas.

Una vez que el cometa sea expulsado de la órbita de Júpiter y continúe su viaje, puede volver a encontrarse con el planeta gigante. “Los cometas de período corto como LD2 encuentran su destino al ser arrojados al Sol y desintegrarse por completo, golpear un planeta o volver a aventurarse demasiado cerca de Júpiter y ser arrojados fuera del sistema solar, que es el destino habitual”, dijo Lisse . “Las simulaciones muestran que en unos 500.000 años, hay un 90% de probabilidad de que este objeto sea expulsado del sistema solar y se convierta en un cometa interestelar”.

El telescopio espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA (Agencia Espacial Europea). El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, administra el telescopio. El Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial (STScI) en Baltimore, Maryland, lleva a cabo las operaciones científicas del Hubble. STScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía, en Washington, DC El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, una división de Caltech en Pasadena, California, gestionó la misión Spitzer para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington, DC Se llevaron a cabo operaciones científicas en el Centro de Ciencias Spitzer en IPAC en Caltech. El catálogo científico completo de Spitzer está disponible a través del archivo de datos de Spitzer, ubicado en el Archivo de Ciencia Infrarroja en IPAC. Las operaciones de la nave espacial se basaron en Lockheed Martin Space en Littleton, Colorado.