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14 Nov. 2016

MICHAEL KÜPPERS: “Los asteroides podrían desempeñar un papel más importante que los cometas en el suministro de agua a la Tierra”

67P/Churyumov-Gerasimenko puede parecer una especie de trabalenguas difícil de recordar, pero Michael Küppers, astrofísico por la Universidad de Gotinga (Alemania), dedica buena parte de su trabajo a este asunto. Desde el año 2007, se encuentra en el Centro Europeo de Astronomía Espacial (ESAC) de la ESA, en Madrid, analizando los datos que recopiló la misión Rosetta de dicho cometa. También forma parte de la Asteroid Impact Mission (AIM) que, de aprobarse este diciembre, será la primera vez que una misión tenga como objetivo investigar un sistema binario de asteroides –Didymos- para impactar sobre uno de ellos de forma controlada y estudiar sus consecuencias. Para Küppers, los cometas y asteroides guardan pocos secretos y, por ello, se encuentra en la XXVIII Canary Islands Winter School of Astrophysics, organizada por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC). Además, en el marco de esta Escuela, dará una charla de divulgación, titulada “Rosetta - a voyage to a comet and to our origins” (Rosetta – un viaje a un cometa y a nuestros orígenes), el martes, 15 de noviembre a las 19h, en el Museo de la Ciencia y el Cosmos, de Museos de Tenerife.

 

Por Elena Mora (IAC)

 

“Gracias a los planetas jovianos –los gigantes gaseosos- y sus lunas, podemos estudiar la evolución y formación de nuestro Sistema Solar, ya que son como un sistema en miniatura.”

“En el espacio, la baja gravedad de los cuerpos menores supone un reto. Los sobrevuelos de las sondas son más o menos fáciles, pero lo complicado es adentrarse en su órbita o permanecer cerca de ellos por largos periodos de tiempo.”

“Los espectrómetros de masa en el cometa 67P, tanto en la sonda como en Philae, encontraron muchas moléculas orgánicas, pero no se encontraron pruebas de la presencia actual o pasada de agua líquida en el mismo.”

 

Pregunta: Para comenzar, ¿cuál es la diferencia entre un cometa y un asteroide? ¿El análisis de los mismos permite determinar los procesos químicos y físicos que ocurrieron durante la formación de los planetas?

Respuesta: Los asteroides son objetos rocosos o metálicos y la mayoría orbitan alrededor del Sol entre Marte y Júpiter. Algunos desvían su órbita, acercándose a la terrestre, principalmente debido a la fuerza gravitatoria que ejerce sobre ellos el gigante gaseoso. Por otro lado, los cometas se componen de hielo y polvo y se encuentran, en general, más lejos del Sol, en el Cinturón de Kuiper (más allá de la órbita de Neptuno), o en la Nube de Oort, que rodea a los planetas, a medio camino de lo que distan las siguientes estrellas más cercanas.

El Sistema Solar se formó a partir de una nebulosa de polvo y gas, en cuyas partes externas éste se condensó, no así en las interiores, que debido a las altas temperaturas se evaporó. Con el paso del tiempo, se formaron los cuerpos menores y los planetas, y la materia  que no se adhirió en ese proceso quedó como “restos”: son los asteroides y los cometas. Por eso podemos usarlos para estudiar los ladrillos que originaron los planetas y las condiciones del Sistema Solar durante su formación, especialmente los cometas, ya que pasan la mayor parte del tiempo lejos del Sol, en un ambiente muy frío, donde no han variado demasiado desde que se formaron hace miles de millones de años.

P: ¿Qué tipo de información aporta el estudio de objetos menores en comparación con el de cuerpos más grandes?

R: Los objetos menores nos dan información sobre las condiciones para la formación del Sistema Solar y el origen de los planetas. Por ejemplo, ¿el agua de la Tierra surgió allí o la trajo algún cometa o asteroide del exterior del Sistema Solar? También, estudiar los cráteres, así como los planetas, nos permite conocer la historia colisional de nuestro sistema.

En cambio, los objetos más grandes nos permiten estudiar la evolución que han seguido los planetas, sus satélites y sus atmósferas dependiendo de su ubicación. Los planetas jovianos –los gigantes gaseosos-, gracias a sus lunas, nos sirven para estudiar la evolución y formación de nuestro Sistema Solar, ya que son como un sistema en miniatura.

P: ¿A qué desafíos se enfrentan los científicos cuando estudian los cuerpos menores del Sistema Solar?

R: La dificultad de los estudios realizados desde la Tierra radica en que este tipo de objetos son relativamente débiles, sobre todo los cometas. Su núcleo, de apenas unos pocos kilómetros, es difícil de estudiar. Cuando están lejos del Sol, son muy complicados de ver, mientras que cuando están más cerca, no es sencillo diferenciar el núcleo de la coma de polvo activa del cometa.

En el espacio, la baja gravedad de los cuerpos menores supone un reto. Los sobrevuelos de las sondas son más o menos fáciles, pero lo complicado es adentrarse en su órbita o permanecer cerca de ellos por largos periodos de tiempo.

P: Por primera vez, la misión europea Rosetta pudo orbitar y estudiar la superficie del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. ¿Por qué es importante este cometa?

R: Se eligió al cometa 67P/ Churyumov-Gerasimenko porque su órbita era más accesible para un encuentro espacial –maniobra orbital donde dos naves llegan a la misma órbita, igualan sus velocidades y se reúnen para incluir o no un acoplamiento- y no era muy grande, ya que el módulo de aterrizaje Philae fue diseñado para ese tamaño. En un principio, estaba previsto que Rosetta explorara el cometa Wirtanen pero hubo que retrasar el inicio de la misión por un problema durante el lanzamiento de la sonda y, entonces, tuvimos que cambiar de objetivo.

P: ¿Qué tipo de medidas se han hecho de su interior y superficie?

R: Se han hecho imágenes de la geología y el color de su superficie con un detalle de milímetros, incluso de las partículas de polvo y emisiones de gas de la coma. Mediante espectrometría, se ha determinado la composición de la superficie y las propiedades térmicas de la misma, así como el subsuelo. Los espectrómetros de masas midieron la composición del gas que sale del núcleo.

También, se ha calculado la composición, masa, tamaño y forma de las partículas de polvo de la coma. Dos magnetómetros y detectores de plasma y de ondas han analizado partículas cargadas y la magnetización y la interacción del cometa con el viento solar. Por último, se ha medido la estructura interna del núcleo mediante ondas de radio.

P: ¿Qué incógnitas se podrán despejar con toda esta información?

R: Muchas propiedades del cometa 67P sugieren que se formó en el disco protoplanetario y no fruto de colisiones ocurridas en las partes externas del Sistema Solar, además de que su baja densidad (535 kg/m3, un poco más de la mitad de la densidad del agua) y alta porosidad difiere de otros objetos cometarios que habitan esa zona. En cuanto al origen de su estructura binaria –los dos lóbulos-, es probable que se deba a una colisión de los mismos que tuvo que ser muy lenta (de pocos metros por segundo) para que quedasen unidos. Este choque es común en el disco protoplanetario, no así en las partes externas del Sistema Solar una vez que ya se han formado los planetas. Además, si se hubiera originado allí, 67P habría perdido la mayoría de sus componentes súper volátiles.

Sobre si los cometas llevaron el agua a la Tierra, las mediciones en 67P muestran una relación entre el agua pesada (HDO, óxido de deuterio) y el agua "normal" (H2O) que es 3-4 veces superior a la correspondiente en la Tierra. Esto indica que los cometas como 67P no originaron nuestros océanos. Sin embargo, hace unos años, el Observatorio Espacial Herschel midió la misma relación en el cometa Hartley 2 durante una aproximación a la Tierra y, en ese caso, no había diferencia. Dado que la relación entre D y H refleja las condiciones de la formación y evolución temprana de un cometa, la conclusión que sacamos es que no todos los cometas jovianos –cometas como 67P y Hartley 2, cuya órbita está controlada por la fuerza gravitatoria de Júpiter después de entrar en el interior del Sistema Solar- se han formado a partir del mismo material. En otras palabras, los asteroides podrían desempeñar un papel más importante que los cometas en el suministro de agua a la Tierra.

En cuanto al papel de los cometas en la aparición de vida, los espectrómetros de masa en 67P, tanto en la sonda como en Philae, encontraron muchas moléculas orgánicas, incluyendo la glicina, el aminoácido más simple, pero no se encontraron pruebas de la presencia actual o pasada de agua líquida en 67P. Estos resultados sugieren que algunas de las moléculas orgánicas que se requieren para formar la vida pueden haber sido traídas desde el espacio. Los compuestos más complejos, como los aminoácidos más grandes, podrían haberse formado allí en presencia de agua líquida.

P: Recientemente, la cámara OSIRIS de Rosetta encontró a Philae después de haber estado dos años perdido. ¿Cuál es el siguiente paso en la misión y qué va hacerse con él ahora?

R: El pasado 30 de septiembre, cuatro semanas después de encontrar a Philae, la misión Rosetta se dio por finalizada con el aterrizaje de la sonda en el cometa 67P. Ambos, Philae y Rosetta, se encuentran allí pero, ya no tenemos contacto con ellos. En algún momento, por ejemplo, durante un estallido del cometa o una fractura, puede que salgan expulsados hacia el espacio interestelar, pero, probablemente, nunca lo sabremos con seguridad.

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