jueves, 15 de enero de 2015

¿Por qué es verde el cometa Lovejoy?

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Para responder a esta pregunta repasaremos dos post publicados previamente en Astrofísica y Física: Estructura y composición de los cometas y Origen de los cometas

Comencemos por su origen.

Los cometas provienen principalmente de dos lugares: de la Nube de Oort, situada entre 50.000 y 100.000 UA del Sol, y del Cinturón de Kuiper, localizado más allá de la órbita de Neptuno.

Se cree que los cometas de largo periodo, como Lovejoy, tienen su origen en la Nube de Oort, que lleva el nombre del astrónomo Jan Hendrik Oort. Esto significa que muchos de los cometas que se acercan al Sol siguen órbitas elípticas tan alargadas que sólo regresan al cabo de miles de años.  Por ejemplo el cometa Lovejoy, antes de entrar en la región planetaria, tenía un período orbital de unos 11.500 años. Después de salir de la región planetaria, debido a las diferentes perturbaciones gravitatorias sufridas, tendrá un período orbital de unos 8.000 años.

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La Nube de Oort es una región esférica que rodea nuestro Sistema Solar a una distancia media del Sol de un año-luz. A esa distancia la radiación solar es mínima, por lo que se alcanzan temperaturas de -260ºC. Bajo estas temperaturas tan extremas todos los compuestos volátiles de los cometas (agua, monóxido de carbono y dióxido de carbono, principalmente) se encuentran en estado sólido. Al acercarse al Sol las temperaturas aumentan progresivamente y los gases subliman, arrastrando polvo y formando una atmósfera alrededor del cometa (coma) y, posteriormente, una cola.

 Es decir, solamente cuando los cometas se acercan al Sol podemos contemplar la reconocible estructura de estos objetos.

 En un cometa podemos discernir su cola de polvo, que está constituida por pequeños granitos de silicatos y material orgánico que se mueven por la acción conjunta de la gravedad solar y la presión de la radiación. Es visible porque parte de esos granitos reflejan la luz solar que reciben. Por ello, las colas tienen un  color blanquecino o amarillento. Dependiendo de la cantidad de material expulsado y del tamaño del núcleo, las colas de los cometas se extienden en el espacio hasta unos 100 millones de kilómetros, aunque en casos excepcionales (los cometas de los años 1680 y 1843), la cola ha alcanzado hasta unos 300 millones de kilómetros. 

Las colas de los cometas pueden presentar filamentos y girones debido a la actuación de los diferentes campos magnéticos interplanetarios e incluso pueden sufrir un corte y continuar después. A veces, las imperfecciones que se observan en la estructura de las colas o incluso la presencia de chorros que salen directamente del núcleo son debidas a la propia naturaleza del núcleo y la distribución de los materiales que lo forman.

Junto a la cola de polvo, los cometas pueden mostrar una cola recta, con un color ligeramente azulado que se debe a su composición iónica. Es la cola de plasma o iones que se forma, esencialmente, por la interacción del material iónico cometario con el del viento solar y el campo magnético que arrastra. Las colas nacen de la coma, una nebulosa de polvo y gas que, en ocasiones presenta ciertas estructuras brillantes como chorros, capas o abanicos. Finalmente, oculto tras la coma, está lo que sería la esencia cometaria, el núcleo.

El núcleo es un conglomerado de hielos, mayoritariamente agua, pero también monóxido de carbono y granos de polvo. Cuando el núcleo es calentado por el Sol, los hielos subliman, liberando el gas que arrastran consigo los granos de polvo. El núcleo es un cuerpo sólido de forma irregular y baja densidad, con un tamaño del orden de los kilómetros. Se mueve por el cielo por la acción gravitatoria del Sol y demás cuerpos del Sistema Solar, así como por la reacción que produce cuando el gas es liberado. Las partículas despedidas del núcleo miden entre una milésima de milímetro hasta un centímetro de tamaño.


Y ahora, por fin, después de este repaso centrémonos ya en la pregunta planteada: ¿Por qué es verde el cometa Lovejoy?

La luz que emite el cometa procede principalmente de dos fuentes:

a.- De luz solar que reflejan las partículas de polvo que componen la coma y cola. Esta luz es de color blanco.

b.- Emisión por fluorescencia de los gases que componen la coma (cianógeno –CN- y los carbonos diatómico -C2- y triatómico -C3-) al ser bombardeados por la radiación solar ultravioleta, son activados. Esta emisión tiene su máximo en el verde, por lo que es este color el que percibimos.

La fluorescencia es un tipo particular de luminiscencia, que caracteriza a las sustancias que son capaces de absorber energía en forma de radiaciones electromagnéticas y luego emitir parte de esa energía en forma de radiación electromagnética de longitud de onda diferente. En general las sustancias fluorescentes absorben energía en forma de radiación electromagnética de onda corta (por ejemplo radiación gamma, rayos x, UV, luz azul, etc), y luego la emiten nuevamente a una longitud de onda más larga, por ejemplo dentro del espectro visible. En el caso de Lovejoy, como hemos indicado previamente, esta emisión tiene un máximo en el color verde.


16 comentarios:

  1. excelente articulo,muy clara la explicacion e interesante !!!!!!!

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    1. Muchas gracias. He decidido escribir este artículo porque no se comenta mucho el origen de esta tonalidad tan llamativa. Y a mí, personalmente, me parece muy interesante.

      Un saludo!

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    2. sigue escribiendo,!!!!!!!!!!!!!!!!!

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  2. Uno de los aspectos que mas me llama la atención es esta tonalidad fluorescente que observé ya el pasado año en lovejoy 2013 R1 e Ison 2012 S1 y ahora en lovejoy 2014Q2 con mis binoculares 10x70 y telescopio reflector C114 ( Lei que fue uno de tus primeros teles ) el cual ciertamente es producido por la luminosidad que brindan estos gases en su envoltura, todo un espectaculo de observar . interesante como todos tus artículos...ya quisiera que escribieras uno para mi blog :) saludos

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    1. Si quieres te cedo este mismo artículo. ¿Qué te parece? Y sí, el c114 fue mi primer telescopio y del que mejores recuerdos guardo.

      Un saludo!

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  3. Gran explicacion, buen artículo y sobre todo muy completo

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  4. Gran artículo y sobre todo muy completo, mis felicitaciones

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  5. Espectacular explicación Vero.
    Gracias.
    GUSTAVO.

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  6. Excelente artículo y descripción.
    Gracias !

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    1. Me alegro de que te guste el artículo.

      Un saludo!

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  7. Me gustó la didáctica que empleaste. Excelente post

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