Estudios del cometa Catalina sugieren que los cometas transportaron carbono a los planetas rocosos.

A principios de 2016, un visitante helado del borde de nuestro sistema solar pasó a toda velocidad por la Tierra. Se hizo visible brevemente para los observadores de estrellas, como el cometa Catalina, antes de que pasara junto al Sol para desaparecer para siempre fuera del sistema solar.

Entre los muchos observatorios que capturaron una vista de este cometa, que apareció visible cerca de la Osa Mayor, se encontraba el Observatorio Estratosférico de Astronomía Infrarroja, el telescopio de la NASA ubicado a bordo en un avión. Usando uno de sus instrumentos infrarrojos únicos, SOFIA pudo identificar una huella digital familiar dentro del resplandor polvoriento de la cola del cometa: el carbono.

Ilustración de un cometa de la Nube de Oort a su paso por el sistema solar interior, con polvo y gas que se subliman en su cola. Las observaciones de SOFIA del cometa Catalina revelan que es rico en carbono, lo que sugiere que los cometas transportaron carbono a los planetas rocosos como la Tierra y Marte a medida que se formaron en el sistema solar temprano.
Créditos: NASA / SOFIA / Lynette Cook.

Ahora, este visitante de nuestro sistema solar interior, tras su paso, está ayudando a explicar más sobre nuestros propios orígenes, ya que se hace evidente que cometas como Catalina podrían haber sido una fuente esencial de carbono en planetas como la Tierra y Marte, durante la formación temprana del sistema solar. Los nuevos resultados de SOFIA, un proyecto conjunto de la NASA y el Centro Aeroespacial Alemán, se publicaron recientemente en el Planetary Science Journal.

“El carbono es clave para aprender sobre los orígenes de la vida”, dijo el autor principal del artículo, Charles “Chick” Woodward, astrofísico y profesor del Instituto de Astrofísica de la Universidad de Minnesota, en Minneapolis. “Todavía no estamos seguros de si la Tierra pudo haber acretado suficiente carbono por sí misma durante su formación, por lo que los cometas ricos en carbono podrían haber sido una fuente importante de este elemento esencial que permitió el desarrollo de la vida tal como la conocemos”.

Congelado en el tiempo

Originario de la Nube de Oort en los confines más lejanos de nuestro sistema solar, el cometa Catalina y otros de su tipo tienen órbitas tan largas que llegan a nuestro umbral celestial relativamente inalterados. Las condiciones de la zona de origen de estos cuerpos, los mantienen en su estado inicial a pesar del paso del tiempo, ofreciendo a los investigadores oportunidades excepcionales para aprender sobre el sistema solar primitivo del que provienen.

Las observaciones infrarrojas de SOFIA pudieron capturar la composición del polvo y el gas a medida que se sublimaban del cometa, formando su cola. Las observaciones mostraron que el cometa Catalina es rico en carbono, lo que sugiere que se formó en las regiones exteriores del sistema solar primordial, que contenían una cantidad de carbono que pudo haber sido importante para sembrar la vida tal y como la conocemos.

Si bien el carbono es un ingrediente clave de la vida, la Tierra primitiva y otros planetas rocosos del sistema solar interior estaban tan calientes durante su formación que elementos como el carbono se perdieron o consumieron. Si bien los gigantes gaseosos más fríos como Júpiter y Neptuno podrían soportar carbono en el sistema solar exterior, el tamaño gigante de Júpiter pudo haber bloqueado gravitacionalmente el carbono para que no se volviera a mezclar en el sistema solar interior. Entonces, ¿cómo evolucionaron los planetas rocosos internos hacia los mundos ricos en carbono que son hoy?

Mezcla primordial

Los investigadores creen que un ligero cambio en la órbita de Júpiter permitió que los pequeños precursores tempranos de los cometas, mezclaran el carbono de las regiones externas con las regiones internas, donde se incorporó a planetas como la Tierra y Marte. La composición rica en carbono del cometa Catalina ayuda a explicar cómo los planetas que se formaron en las regiones cálidas y pobres en carbono del sistema solar temprano, evolucionaron a planetas con el elemento que sustenta la vida.

“Todos los mundos rocosos están sujetos a impactos de cometas y otros cuerpos pequeños, que transportan carbono y otros elementos”, dijo Woodward. “Nos estamos acercando a comprender exactamente cómo estos impactos en los primeros planetas pueden haber catalizado la vida”.

Se necesitan observaciones de nuevos cometas adicionales para saber si hay muchos otros cometas ricos en carbono en la Nube de Oort, lo que respaldaría aún más que los cometas transportaron carbono y otros elementos que sustentan la vida en los planetas rocosos.

SOFIA es un proyecto conjunto de la NASA y el Centro Aeroespacial Alemán. El Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley de California gestiona el programa SOFIA, la ciencia y las operaciones de la misión en cooperación con la Asociación de Investigación Espacial de Universidades, con sede en Columbia, Maryland, y el Instituto Alemán SOFIA de la Universidad de Stuttgart. La aeronave es mantenida y operada por el Armstrong Flight Research Center Building 703 de la NASA, en Palmdale, California.