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Los cometas (y III): Historia, observación y el polvo cometario
Historia
Llamados por los griegos astros cabelludos, estos cuerpos celestes eran imprevisibles y muy vistosos en el oscuro cielo de la antigüedad, infundiendo respeto a la par que temor.
En la época babilónica los cometas se consideraban como un fenómeno atmosférico relacionado con acontecimientos meteorológicos como el viento y la humedad, asociados a su vez con los terremotos y las epidemias.
Con el tiempo y debido a creencias astrológicas, los cometas, concebidos inicialmente como signos de ciertos acontecimientos, pasaron a ser su causa directa.
Durante la Edad Media, bien el pueblo llano bien las personas cultas, interpretaban la aparición de los cometas como una premonición de guerra, pestes, pobreza y demás sufrimientos humanos; los cometas eran aves de mal agüero. Salvo voces aisladas que sostenían la hipótesis de que los cometas eran fenómenos de tipo astronómico y no atmosférico.
Imagen del cometa Grigg-Skjellerup captada por el observatorio de La Silla, en Chile.
En el siglo XVI, Girolamo Fracastoro observó que la cola de los cometas brillaba siempre en la dirección opuesta al Sol. Finalmente y gracias a las precisas mediciones de Tycho Brahe, pudo demostrarse que la distancia entre los cometas y la Tierra es superior a la de la Luna; así comenzó el mundo científico a comprender la naturaleza puramente astronómica de los cometas.
A principios del siglo XVIII, Edmund Halley, aplicó la teoría de su amigo Isaac Newton y descubrió que el cometa de 1682 había aparecido al menos otras tres veces anteriormente, demostrando que su trayectoria era cerrada alrededor del Sol.
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A diferencia de los planetas, cuyos movimientos se mantienen confinados en los alrededores de la eclíptica, los cometas aparecen en cualquier punto del cielo y desplazarse en todas direcciones. Tras sus repentinas apariciones permanecen visibles durante días, semanas o meses, cambiando constantemente de forma hasta desaparecer completamente.
A los cometas históricamente se asocian cataclismos y desventuras de todo tipo. Puesto que los cometas abundan, ya que más de tres mil con núcleo de por lo menos un kilómetro discurren por el interior de la órbita de Júpiter, aunque sin ser observados la mayoría, y tomando en consideración que los acontecimientos en la historia se suceden sin solución de continuidad, no es de extrañar las coincidencias que apoyen la suposición de que los cometas (los astros con cabellera) eran mensajeros, generalmente, de calamidades.
El cometa Halley, fotografiado en 1986
La aparición repentina e inopinada de un objeto celeste alteraba el orden preestablecido en las sociedades mesoamericanas precolombinas, y se interpretaba como la cercanía de una desgracia. La aparición de un cometa aterrorizaba a los aztecas, porque creían que el astro producía rayos mortales y lenguas flamígeras destinadas a la aniquilación. Designaban a los cometas con el nombre de estrella humeante, citlalin popoca, o también citlalin tamina; mientras los mayas utilizaban los términos estrella humeante, budz ek, gran estrella de fuego, kak no ek, o estrella de mal augurio, kaktamay ek.
El filósofo griego Aristóteles, en el siglo IV a.C., no creía en la naturaleza astral de los cometas, por lo que los relegó al mundo sublunar considerándolos exhalaciones terrestres encendidas a elevada altitud por el calor del Sol.
Contrario a esta opinión fue el filósofo romano Séneca, que cuatro siglos después y en el VII libro de la Cuestiones naturales, dedujo que se trataba de cuerpos celestes. Escribió: "Haría falta disponer del cuadro completo de todos los cometas que han aparecido antes de nuestros días. Su escasez impide penetrar en las leyes de su curso y averiguar si su camino es periódico, si un orden constante los hace volver a aparecer en un día determinado. Pero la observación de estos cuerpos celestes es de fecha reciente y sólo se lleva a cabo desde hace poco en Grecia.
Los astrónomos chinos, meticulosamente fueron registrando la presencia de cometas desde el año 1400 a.C. Así mismo obraron los coreanos y los japoneses, acumulando numerosas observaciones.
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En Europa no comenzó el estudio científico, propiamente considerado, hasta las postrimerías del siglo XV. En 1473, el astrónomo alemán Regiomontano fue el primero en registrar el movimiento de un cometa con respecto a las estrellas. En 1532, estudiando la presencia de un cometa, el italiano Girolamo Fracastoro y el alemán Peter Apian, constataron que la cola del astro apuntaba siempre en dirección opuesta al Sol. En 1577, dado el estudio de otro cometa, el astrónomo danés Tycho Brahe, el más grande observador de la era anterior al telescopio que se tenga noticia, trató de dirimir de una vez por todas la controversia entre Aristóteles y Séneca intentando establecer la distancia del objeto por medio de la paralaje. Comparando las observaciones que llevó a efecto desde la isla de Hveen, cerca de Copenhague, con las realizadas a la par por un colega de Praga, no fue capaz de medir ningún desplazamiento del cometa en relación con la posición de las estrellas, mientras que la Luna presentaba un paralaje muy notable. Esto vino a demostrar que el cometa se hallaba mucho más lejos que la Luna, y en consecuencia que la razón estaba de parte de Séneca.
Con la publicación de los Principia en 1687, Isaac Newton demostró que también el movimiento aparentemente errático de los cometas está sujeto a la ley de la gravedad universal. Edmond Halley, amigo de Newton, había estudiado en 1682 la aparición de uno de estos cuerpos y concibió la idea de aplicar la teoría de la gravedad para calcular su órbita y de extender el procedimiento a las observaciones de cometas presentados con anterioridad. Entonces fue cuando descubrió que la órbita del cometa de 1682 era muy similar a la calculada para los cometas de 1456, 1531 y 1607. Llegó a la conclusión de que podía tratarse del mismo cuerpo celeste recorriendo una órbita elíptica muy excéntrica, con un periodo de alrededor de 76 años. Y así predijo su siguiente aparición para 1758. Se trataba del mismo cometa y fue bautizado con su nombre: el cometa Halley. Este cometa fue el primero en ser reconocido como periódico.
El astrónomo ingles Edmond Halley no vivió lo suficiente para ver cumplido o no su pronóstico, pero el cometa hizo acto de presencia y fue bautizado con el nombre de su estudioso; desde entonces cada nuevo astro con cabellera ha sido bautizado con el nombre de su descubridor.
Con la célebre memoria titulada Astronomiae cometicae sinopsys (Sinopsis de astronomía cometaria, 1705), Halley sentó las bases de la moderna astronomía de los cometas. Después de reunir y analizar todas las observaciones disponibles, estudió las órbitas recorridas por los cometas avistados entre los años 1337 y 1698, alcanzado conclusiones satisfactorias.
Gracias a la ciencia de Halley se desechó la creencia popular del mal augurio de los cometas y se supo que eran objetos cuyo movimiento alrededor del Sol era susceptible de ser calculado.
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El astrónomo italiano Giovanni Schiaparelli estudió detenidamente los cometas. En 1862, mientras los observaba, comenzó a reflexionar sobre la forma de sus colas. Se preguntaba por qué emitían estos astros errantes flujos de materia al adentrarse en las regiones más internas del Sistema Solar.
Estudiando el cometa de Biela, disociado en 1845 en dos fragmentos que reaparecieron en 1852, dedujo que aquél no era un caso aislado. Así como tampoco el chorro de materia observado en el Gran cometa de 1862, tan notorio que confirió al astro la forma de una pera.
Schiaparelli fue madurando la idea de que los cometas no eran cuerpos compactos como los planetas o los asteroides, sino objetos capaces de deshacerse en miles de fragmentos. Era posible que los residuos de la desintegración chocaran contra la Tierra, manifestándose como estrellas fugaces.
Para verificar su hipótesis, estudió las direcciones desde donde, en ciertas épocas del año, parecen proceder con mayor abundancia los meteoros que se encienden y arden en contacto con la atmósfera. Una de estas direcciones preferenciales, los radiantes, más concretamente el punto de donde parecen proceder las estrellas fugaces de San Lorenzo, apuntaba hacia la trayectoria del cometa de 1862; y el 10 de agosto es precisamente cuando la Tierra cruza su órbita. Así pues, dedujo que las estrellas fugaces son, al menos en parte, polvo de cometa.
Astrónomos contemporáneos a Schiaparelli determinaron que las Táuridas fueron probablemente diseminadas en el espacio por el cometa de Encke y que las Leonidas, visibles en septiembre, corresponden al cometa de Tempel.
A lo largo de la historia se ha registrado la aparición de aproximadamente un millar de cometas, de los cuales al menos cien han sido observados en más de un paso por el perihelio.
Entre los cometas de órbita conocida, el 84% presentan periodos orbitales superiores a los dos siglos y reciben el nombre de cometas de periodo largo. El resto son cometas de periodo corto, pues invierten entre 3 y 200 años para cumplir una revolución completa en torno al Sol.
La tracción gravitatoria de los planetas, y en particular del gigante gaseoso Júpiter, puede modificar drásticamente las órbitas cometarias, reduciendo el periodo orbital o expulsando del Sistema Solar al cometa.
Observación
Los cometas de mayor tamaño presentan una cola imponente, por regla general, apreciable a simple vista; es una estela luminosa que destaca en el firmamento.
Dado que lo más vistoso del cometa es la cola y ésta se desarrolla únicamente próxima al perihelio, cuando los cometas no se hallan demasiado alejados del Sol, pueden ser observados al despuntar el alba o al anochecer en un cielo lo más limpio y oscuro posible.
Secuencia fotográfica del cometa Arend-Roland tomada en 1957
El aspecto del cometa depende de ciertas características del núcleo, como el tamaño y la cantidad de gas y polvo disponibles, aunque también hay que considerar la órbita del cometa respecto a la Tierra. Por lo que el mismo objeto puede presentarse en condiciones de visibilidad óptimas o pésimas en función de la fecha de paso por el perihelio.
Polvo cometario
Gran parte del polvo que liberan los cometas se distribuye en el espacio interplanetario. El polvo cometario o polvo interplanetario consiste en partículas de silicatos recubiertas de material orgánico y ricas en inclusiones oscuras que le confieren el color; el diámetro de cada partícula es de varias centésimas de milímetro.
La tenue luminosidad visible como una franja en torno a la eclíptica, antes de la salida y después de la puesta del Sol, se denomina luz zodiacal. Procede del polvo cósmico presente en el plano de la eclíptica.
La masa de todo el polvo contenido en la nube zodiacal es apenas de unos cientos de miles de millones de toneladas; el equivalente a un solo cometa de unos cuantos kilómetros de diámetro.
Fotografía del cometa Halley en 1986
Resulta casi natural la asociación del polvo zodiacal con los cometas de periodo corto y, en menor medida, con los detritus más finos producidos en la franja principal de los asteroides cuando los planetoides chocan entre sí.
Con el transcurso del tiempo, las perturbaciones gravitatorias y las fuerzas debidas a la radiación modifican las trayectorias individuales y acaban por formar una nube semejante a un disco achatado, bastante uniforme en su interior.
La separación típica entre dos granos de polvo ronda el kilómetro.
Raúl Alonso y Susana L. Rivera
¬ 23/02/2010