Cómo el pato obtuvo su cuello: Rápidos cambios de temperatura de su auto-sombreado puede explicar la inusual actividad y forma de 67P

Cuando Rosetta se acercó al cometa Churyumov-Gerasimenko el verano pasado, su forma y actividad fueron sorprendentes. Se veía como dos cometas soldados por un pequeño cuello. Peor sorprendente fue también para los investigadores del cometa que la actividad parecía originarse dentro de su cuello.

Aquí está la razón de tal sorpresa. La animación fue producida para la selección del sitio de aterrizaje de Philae, y muestra como la superficie del cometa estaba de día en ese momento. Las áreas rojas son continuamente iluminadas, así que son calientes. La actividad del cometa tiene que ver con materiales volátiles (especialmente hielos como agua y monóxiodo de carbono) siendo calentados y sublimados. Y hasta ahora las regiones más calientes del cometa - sus dos polos, un área amplia en cada lóbulo - no está haciendo jets como las áreas del cuello lo hacen. ¿Qué da?

Animación del cometa

Un nuevo paper publicado en The Astrophisical Journal por Victor Alí-Lagoa, Marco Delbo' y Guy Libourel, presenta una posible explicación. Ests científicos trabajan en modelos termofísicos - usan física para examinar cómo cambios en la temperatura se propagan por los materiales del sistema solar, e investigan qué les pasa a esos materiales a medida que su temperatura cambia.

Se preguntaron si la inusual forma del cometa podía tener algún efecto en las temperaturas registradas de un lugar a otro en su superficie. Tomaron un modelo del cometa rotando y miraron como las temperaturas de su superficie cambian a medida que sombras se proyectan en su superficie en otras partes, o reflejan la luz a zonas sombreadas, por cuatro diferentes fechas. En su modelo, encontraron que mientras el área del cuello no experimenta las temperaturas más extremas, si experimenta los cambios más extremos, donde superficies que se "hornean" bajo la luz del Sol son repentinamente sumergidas en profundas sombras, y repentinamente iluminadas nuevamente. En los dos lóbulos del cometa,  los cambios de temperatura suceden a solo unos kelvin por minuto; en la región del cuello, puede cambiar en más de 30 Kelvin por minuto.  Aquí hay uno de sus resultados del modelo - observa como ese cuello se enciende! Los lugares del cometa donde los cambios en la temperatura son más rápidos, se relacionan bien con las posiciones observadas de los jets.

¿Por qué importa el cambio de temperatura? en trabajos anteriores, Delbo' y Libourel y otros trabajadores exploraron cómo los cambios en la tempreatura causan fisuras. cambios de temperatura más rápidos producen más estrés y agrietamientos más rápidos. Grietas en un cometa pueden exponer material volátil que estaba previamente protegido del vacío del espacio. la exposición del material podría no suceder instantáneamente, pero una superficie agrietada se erosiona más rápido, así grietas acumuladas pueden romperse al pasar por el perihelio. Los autores explican: "En este caso, el hielo sería progresivamente expuesto en las partes cóncavas y estaría disponible para la sublimación cuando las temperaturas se incrementaran lo suficiente a medida que el cometa se acerque al perihelio otra vez."

Si es verdad, este escenario de agrietamiento térmico también podría explicar la forma de los lóbulos del cometa. Una pequeña concavidad inicial en la superficie - tal vez un cráter de impacto - pudo, con el tiempo, a través de la retroalimentación positiva, haber tomado la forma de un cuello que bisecta al cometa. Los autores pasan a especular que "el rápido agrietamiento térmico en las concavidades también podría explicar por qué se ha detectado hielo de agua en asteroides (24) Themis y (67) Cibeles (Campins et al 2010;. Licandro et al 2011) a distancias heliocéntricas en la que no se espera que el hielo de agua sea estable", y que el proceso puede ser bastante común en los pequeños cuerpos en el sistema solar.

Yo llevaré la especulación un poco más lejos: si un mecanismo de retroalimentación positiva ha hecho un mundo de dos lóbulos de uno solo, seguramente continuará hasta que se rompa el cometa en la mitad. Si el mecanismo es común en los pequeños cuerpos ricos en hielo, como sugieren los autores, me pregunto si esta es una manera muy rápida de desintegrarlos: golpear a tu cometa o asteroide rico en hielo con un objeto bastante grande para crear una concavidad, a continuación, ver la concavidad crecer hasta que se corta la cosa en dos, cada una de las piezas resultantes son mucho más pequeñas que el original. Es una maravilla que tengamos pequeños  mundo helados más por visitar!

Emily Lakdawalla
Planetary Society