Los Cometas

 

En otros posts hemos visto cómo las estrellas son las fábricas de los distintos átomos que forman la materia que nos rodea. Hemos visto también cómo, tras la explosión de estrellas súper masivas en forma de supernovas, esa materia se esparce por el Universo y cómo la condensación de los gases resultantes y del resto de materia da lugar a nuevos soles, planetas y polvo interestelar.

Pero de esos materiales, de esos átomos, no sólo se crean las estrellas, los planetas y el polvo interestelar. Si fueras un cometa, por ejemplo, pensarías: “Todo eso está muy bien. Pero… ¿y yo qué?“.

Los cometas, al igual que el resto de materia que mencioné más arriba, también se forman por la condensación de los materiales esparcidos en las explosiones de estrellas. No conocemos cometas en otros sistemas solares, pero seguro que existen, al igual que teníamos claro que los exoplanetas existían antes de descubrirlos en 1992.

UN VIAJE AL CENTRO DEL SISTEMA SOLAR, HACE MILLONES DE AÑOS.

Cometas vecinos en la Nube de Oort

Acompañadme en un viaje interesante. No os arrepentiréis. Nos acabamos de convertir en un cometa y vamos a vivir su historia en primera persona…

Me encuentro a unas 50 000 Unidades Astronómicas; es decir, 50 000 veces la distancia que hay entre la Tierra y el Sol. Desde tan lejos, el Sol no es más que otra estrella más. Ni siquiera es la más brillante. La oscuridad es total. Estoy rodeado de objetos celestes como yo. Tienen formas redondeadas, aunque algo irregulares, con un tamaño que va desde algunos metros hasta decenas de kilómetros. Nos movemos. No muy rápido. Quizá no más rápido que una avioneta. A veces chocamos unos con otros, aunque la probabilidad es baja, porque hay mucha distancia entre nosotros. De hecho, ocupamos una especie de esfera de unas 100 000 UA de diámetro, con el sol y los planetas en el centro: la inmensa mayoría de nosotros nos movemos dentro de esa esfera por la parte más alejada del Sol, aunque algunos han “caído” ya y viajan de camino a la estrella.

Aunque hace frío me encuentro bien. La temperatura es de -270 grados centígrados. Esa temperatura está muy cerca de lo que los científicos de la Tierra llamarán algún día “cero absoluto”: -273 grados centígrados. Esos 3 grados que hay por encima de ese cero absoluto es el “calor” que queda de la gran explosión que dio origen al Universo. Algunos habitantes de la Tierra sabrán más adelante que se puede “sintonizar” esa radiación en las televisiones, unos aparatos muy raros que inventarán algún día: bastará con no seleccionar ningún canal y contemplar la niebla blanca y negra que se esparcirán por la pantalla; algunos de esos puntitos los generará esa “radiación de fondo“.

NUBE DE OORT

Estamos congelados, lo cual nos gran estabilidad. Nuestro núcleo rocoso está cubierto de hielos y nieves de todo tipo: desde hielo de agua, hasta hielo de metano y amoniaco. Sí: agua y moléculas orgánicas simples. Nosotros nos mostramos indiferentes ante esos hielos y moléculas, pero para los habitantes del tercer planeta del sistema solar, son esenciales, aunque todavía es pronto para que lo sepan. Aún no han inventado “la ciencia” y apenas son unos homínidos en desarrollo.

Una conmoción se está produciendo en “nuestra esfera”. No lo había dicho antes, pero los habitantes del tercer planeta conocerán esa esfera en la que vivimos con el nombre de “Nube de Oort“. Y, os decía, ahora mismo esa nube de Oort se está convulsionando un poco. Una estrella está pasando cerca de nosotros. Esto ocurre a veces, muy de cuando en cuando; en ocasiones transcurren millones de años hasta que vuelve a suceder. Notamos su perturbación gravitatoria. Algunos de nuestros compañeros están siendo arrastrados hacia la estrella vecina: los arranca y se los lleva con ella. Otros, son lanzados hacia el centro del sistema solar. Hacia el Sol. De repente, empiezo a moverme un poquito más deprisa. Mi trayectoria ha cambiado por la última sacudida gravitatoria y ahora apunta directamente al Sol. A pesar de haber aumentado algo mi velocidad, sigo moviéndome muy despacio. De hecho, tardaré millones de años en llegar a mi destino en un viaje que, en sus comienzos, resulta muy aburrido. Aprovechando el frío decido hibernar.

Saturno. Apréciese, en el centro del anilo, la separación de Cassini

Han pasado varios millones de años desde que empecé mi caída hacia el Sol. Estoy ya a 9 UA, cruzando la órbita de Saturno. Su belleza me conmueve. Aunque, afortunadamente, tanto él como el siguiente escollo, Júpiter, están lejos en este momento, en otra parte de sus respectivas órbitas. Son planetas gaseosos muy masivos, de manera que podrían cambiar mi órbita con mucha facilidad, devolviéndome a la oscuridad de donde vengo, o incluso podría chocar con ellos y finalizar así mi viaje. De hecho, Júpiter actúa de “paraguas” de los planetas interiores, ya que desvía e incluso destruye muchos de los cometas y asteroides que podrían colisionar con los planetas interiores. Esto es especialmente importante para los habitantes del tercer planeta.

El Cinturón de Van Allen nos da protección ante el viento solar

Continuo mi viaje en silencio. Hasta aquí, no ha habido descanso. Lo he hecho a un ritmo lento, aunque sin pausa. Pero algo ha comenzado a perturbar mi paz. Me despierto. El Sol brilla mucho más. Su tamaño aparente es mayor. Ahora sí es la estrella que más brilla. De hecho, un “viento” me azota. Los habitantes del tercer planeta dirán algún día que se llama “viento solar”, y que está formado por cargas eléctricas, protones de alta energía, que viajan a unos 500 km/s. El sol lanza al espacio 800 kg cada segundo. Ese viento también azota la Tierra, aunque con mucha más fuerza porque está muy cerca del Sol. Pero sus habitantes están protegidos: un cinturón magnético llamado “cinturón de Van Allen” los protege. La zona más débil de ese cinturón en forma de ocho se encuentra en los polos, donde nacen y mueren las líneas del campo magnético terrestre. Las partículas del viento solar son desviadas hacia los polos y allí consiguen entrar en contacto con los átomos de las capas altas de la atmósfera, excitándolos, aumentado su energía. Posteriormente, esos átomos vuelven a su estado original y liberan esa energía extra en forma de luz fantasmal que los habitantes del tercer planeta llamarán algún día “auroras boreales” en el hemisferio norte y “auroras australes” en el hemisferio sur.

Chorros de Gas se desprenden del núcleo

Estoy cada vez más cerca del Sol. Noto como aumenta mi temperatura. Ese es el efecto que tiene en nosotros el viento solar. El aumento térmico me empieza a inquietar. Ahora estoy a unos -160 grados centígrados. El metano sobre mi superficie rocosa ya no puede permanecer ni en estado sólido, ni en estado líquido, puesto que su temperatura de ebullición es de -161,6 ºC.  Comienza a evaporarse. Se generan géisers y el gas sale disparado a chorro. De repente, me hago visible para la gente del tercer planeta, pero podría no haber nadie mirando justo donde estamos ahora. Quizá tarden un poco más de tiempo en darse cuenta de que voy directo hacia ellos. Puede que, incluso, aún no hayan inventado los instrumentos telescópicos necesarios para verme desde lejos.

Mi velocidad es cada vez mayor. Y el viento solar me calienta ya lo suficiente como para que el amoniaco, también sobre mi núcleo rocoso, se evapore, -34 grados Centígrados. Otros materiales que me forman también se han evaporado y el agua está a punto de comenzar a hacerlo. De hecho, estoy lanzando ya al espacio buena parte de esos hielos y algunas rocas pequeñas que son arrancadas por los géisers. Así es como se forma mi cola o cabellera. Por nuestras colas, los habitantes del tercer planeta nos llamarán cometas, que significará cabellera en muchas de las lenguas de los terrícolas.

Cometa con su coma, cabellera o cola extendida

Esa cola, formada por esos gases evaporados y por pequeñas piedras del núcleo rocoso, mide ya millones de kilómetros. En el tercer planeta están maravillados ante el espectáculo que ofrezco. Los homínidos se preguntaron que somos. Se atemorizaban, cada vez que un compañero mío se hacía visible. Más adelante, cuando la especie prospere y aumente un poco su inteligencia e imaginación, pensarán de nosotros que somos heraldos de infortunios. Nos asociarán a catástrofes, incendios, a la destrucción de la calma de su mundo tan poco cambiante. Si pasa un cometa, entonces los ejércitos morirán, los emperadores sucumbirán y desaparecerán y los pueblos serían destruidos. Sé que llegará el día en que esa visión catastrofista y supersticiosa cambie. Nos estudiarán con sus aparatos tecnológicos y nos predecirán con su ciencia. Nos temerán, es cierto, pero no porque les traigamos mala suerte. Temerán que una carambola del destino nos haga chocar con ellos y les destruyamos. No destruiríamos la vida en su planeta: la vida siempre se abre camino. Pero quizás sí a ellos como especie. Más adelante investigarán el Universo y reconozco que su destrucción me apenaría; me sentiría más solo.

Dejo mucho de mí ahora que estamos tan cerca del sol. Me evaporo. Me desintegro. En cada paso, mis compañeros y yo perdemos mucha materia que queda esparcida en nuestras respectivas órbitas y sirve de solaz para los habitantes del tercer planeta, puesto que cuando su planeta atraviesa nuestras órbitas, las partículas que hemos perdido trazan líneas en su cielo nocturno. Ellos lo llaman estrellas fugaces. La mayoría de esas estrellas fugaces son copos diminutos más pequeños que un grano de arena. Brillan en el momento de entrar en la atmósfera de la Tierra, a una altura de 100 km y son destruidos por la fricción y el calor.

Colas principal (azul) y secundaria (naranja) siempre opuestas al sol

Me alejo y ahora mi cola viaja por delante de mí, puesto que la gravedad del Sol me ha hecho girar y he pasado ya por mi periehelio, mi distancia más cercana al Sol, de manera que me moveré cada vez más despacio, según aumente mi distancia al Sol. Aun es pronto para notarlo. No puedo evitar que la cola vaya por delante de mí, ya que el viento solar la arrastra: choca con mi núcleo y arranca las sustancias más volátiles a más velocidad de la que me muevo. Pero, a medida que me aleje, la calma irá retornando. El viento solar cada vez será más débil, el Sol más pequeño. Me alejo de los planetas interiores. Probablemente, las gentes del tercer planeta me habrán olvidado ya.

Me gustaría poder decirles que hace unos 4000 millones de años, uno de mis compañeros cayó en su planeta. Iba cargado de materia orgánica simple. El planeta era muy distinto: acababa de formarse. Mi compañero se desintegró y esparció sus sustancias orgánicas. Los rayos ultravioleta rompieron los enlaces de esas moléculas orgánicas, permitiendo que se disolvieran en el agua líquida y en la atmósfera primitiva, tan distinta de la actual. No en vano, el 99% de la atmósfera actual del tercer planeta está formada por nitrógeo y oxígeno con origen biológico; es decir, la composición de la atmósfera sería distinta si nunca hubiera habido vida en la tierra. Las tormentas proporcionaban energía extra con sus relámpagos y algunas de esas moléculas fueron combinándose entre sí para dar lugar a moléculas más complejas. Nadie sabe cómo ni por qué, pero una de esas moléculas aprendió a hacer copias bastas de sí misma. Me gustaría poder decirles que así fue como surgió la vida en su planeta. Gracias a nosotros, que llevamos a cuestas los ladrillos de la vida.

La órbita del Halley.

Sé que no retornaré a mi casa, la Nube de Oort. La atracción solar es demasiado fuerte y me ha atrapado. Mucha culpa la ha tenido Júpiter, que con su gravedad es capaz de capturar cometas de largo periodo y convertirlos en cometas de periodo corto. De este hecho se dará cuenta un tal Laplace (1749-1827). Como mucho, llegaré hasta la órbita de octavo planeta, Neptuno. Me llevará un tiempo volver: 75 años. Pero sé que lo haré muchas veces, aunque en cada paso seré menos espectacular y brillaré menos, debido a toda la sustancia que forma mi cola y que voy dejando abandonada sobre mi órbita al acercarme al sol. Los habitantes del tercer planeta darán cuenta de mí y sé que algún día alguien me verá como el ente individual que soy y sabrá distinguirme de los demás. Se dará cuenta de que cada 75 ó 76 años regresaré. Espero que eso le dé fama e inmortalidad y espero que entonces, me den un nombre y ya no sea simplemente un cometa, un heraldo de infortunios.

HALLEY

Edmund Halley, a los 30 años

Amigos, dejamos aquí a nuestro cometa en su viaje perpetuo alrededor del Sol. No iba mal desencaminado nuestro amigo. Muchos lo habréis adivinado ya: he simulado el primer viaje del cometa Halley al Sol desde la Nube de Oort. Quiero pensar que ese primer viaje no fue muy distinto a lo narrado más arriba, con ayuda de mi imaginación.

Mucho tiempo ha pasado ya desde entonces. Pero apenas han pasado 250 años (un suspiro en términos astronómicos) desde que el ser humano pudo comprender a los cometas: qué son, de dónde vienen, describir sus órbitas. Entenderlos.

La primera persona en predecir el regreso de un cometa fue Edmund Halley (1656-1742). Se basó en los registros que otros astrónomos observadores habían realizado de cada paso de un cometa. Observó un patrón muy claro: cada 75 ó 76 años, se repetía la vista de un cometa particular, con una determinada forma. Los chinos, por ejemplo, tienen todos registrados todos los pasos del Halley menos uno desde el 1400 a. de JC hasta el 1600 d. de J.C., lo cual fue de gran ayuda.

Pero Halley no fue un mero observador de patrones. Con la información que ya tenía, podría haberse aventurado y predecir el regreso del cometa. Él quería ir más allá. Quería comprenderlos y tenía una idea en mente: los cometas orbitaban alrededor del Sol.

Kepler (1571-1630), le dio la idea tras enunciar sus tres famosas leyes:

1ª ley de Kepler: los planetas se mueven en elipses, estando el Sol en uno de sus focos.

2ª ley de Kepler: los planetas barren áreas iguales en tiempos iguales.

3ª ley de Kepler: los cuadrados de los periodos de las órbitas son proporcionales a los cubos de sus distancias medias al Sol.

Sin embargo, Halley quería saber por qué los planetas y los cometas se movían según esas leyes de Kepler. ¿Qué hacía que “permanecieran en órbita”?

Hablando de ello con un amigo suyo, Cassini (1625-1712), éste le indicó que para obtener una respuesta a sus preguntas, debería visitar a un ser extraño en Cambridge. Un personaje un poco loco, un poco antisocial, retraído y que se llevaba mal con todo el mundo. En el verano de 1684, Halley e Isaac Newton (1642-1727) se encontraron por primera vez. Debemos mucho a ese encuentro. Entre otras cosas, que Newton publicara sus descubrimientos en un libro, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica. Quizás, por respeto, no debería haber dicho “un libro”… sino, El Libro.

El matemático Abraham de Moivre escribió en qué términos se produjo el encuentro entre ambos científicos. Parece ser que la versión que da de Moivre fue obtenida de primera mano, ya que el propio Newton se la narró:

El doctor Halley le preguntó qué curva describirían en su opinión los planetas suponiendo que la fuerza de atracción hacia el Sol fuera recíproca del cuadrado de sus distancias a él. El señor respondió inmediatamente que sería una elipse; el doctor, embargado por la alegría y el asombro, le preguntó cómo lo sabía; pues qué, le dijo él, lo he calculado yo mismo, con lo que el doctor Halley le pidió que le mostrara sin más tardanza su cálculo; el señor Isaac miró entre sus papeles y no pudo encontrarlo, pero prometió que lo escribiría de nuevo y que se lo enviaría…

A los diez meses de aquel encuentro, Newton había vuelto a escribir su teoría de la Gravitación Universal. Por cierto, un poco de inteligencia, papel y un lápiz y tras algo de álgebra elemental podemos deducir las leyes de Kepler de la formulación matemática de la Gravitación de Newton.

Halley predijo que el cometa regresaría en 1758. Y el cometa regresó. Pero acertó por casualidad, ya que cometió varios errores que fueron compensados entre sí. No tuvo en cuenta, por ejemplo, los efectos del gigante Saturno, que perturbó el planeta sobremanera.

En la Nochebuena de 1758, el astrónomo aficionado y campesino alemán Johann Palitzsch, fue la primera persona en ver el regreso del cometa.

Ha pasado el tiempo y el Halley ha regresado varias veces. En 1910, en su penúltimo paso, la tierra atravesó la cola del cometa. No había ningún peligro en ello, ya que la cola es muy difusa. Sin embargo, hace un siglo ya se conocía la composición de esa cola y, entre otros elementos se encontraba el cianógeno, CN. El cianógeno da lugar al cianuro, gas terriblemente venenoso. Mata por asfixia, al impedir que el oxígeno de la sangre pase a las células. El sensacionalismo de la época contribuyó a generar una alarma innecesaria. Mucha gente se suicidó y otros perdieron dinero al comprar máscaras anti cometa o cámaras anti cometa tan grandes como una habitación de hoy en día. Así podemos leerlo en los diarios de aquel entonces.

Amigo Halley, el ser humano no dejaría de sorprenderte si vivieras en esta época.

Os dejo la versión divertida en el audio del programa.


2 Comentarios

  1. Jorge noviembre 2, 2010 12:46 pm 

    En esa historia del encuentro de Newton y Halley, ¿no fue Hooke el que lo promovió? De hecho, parece ser que fue él el primero en proponer que la fuerza gravitatoria era inverso cuadrática, aunque para la posteridad pasara como idea de Newton (supongo que serían descubrimientos independientes).
    Al final, a Robert Hooke sólo se le recuerda por el muelle (F=-h·k). Quizás sea merecedor de una entrada en tu blog :)

    • admin noviembre 2, 2010 3:12 pm 

      El que recomendó a Halley hablar con Newton fue Cassini. Luego busco referencias y te las paso ;-)
      Hooke se merece un post, claro :-) Con el tiempo y una caña…
      Gracias, Jorge por tus comentarios, tanto en facebook como en el blog. Un abrazo. A ver si consigo conectar el blog al facebook, jeje.

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