La rara y extraña cola del asteroide Phaeton

Hace tiempo que sabemos que el asteroide 3200 Phaethon (o Faetón) actúa como un cometa. Se ilumina y forma una cola cuando está cerca del Sol, y es la fuente de la lluvia anual de meteoritos de las Gemínidas, aunque los cometas son responsables de la mayoría de las lluvias de meteoritos. Los científicos habían atribuido el comportamiento similar al de un cometa de Phaethon al polvo que escapa del asteroide mientras es quemado por el Sol. Sin embargo, un nuevo estudio que utiliza dos observatorios solares de la NASA revela que la cola de Faetón no tiene nada de polvo, sino que en realidad está hecha de gas sodio.

"Nuestro análisis muestra que la actividad similar a la de un cometa de Phaethon no puede explicarse por ningún tipo de polvo", dijo Qicheng Zhang, estudiante de doctorado del Instituto de Tecnología de California, quien es el autor principal de un artículo publicado en Planetary Science Journal que informa los resultados.

Un asteroide con cola

Los asteroides, que en su mayoría son rocosos, no suelen formar colas cuando se acercan al Sol. Los cometas, sin embargo, son una mezcla de hielo y roca, y normalmente forman colas cuando el Sol vaporiza su hielo, expulsando material de sus superficies y dejando un rastro a lo largo de sus órbitas. Cuando la Tierra atraviesa un rastro de escombros, esos fragmentos cometarios se queman en nuestra atmósfera y producen un enjambre de estrellas fugaces: una lluvia de meteoritos.

Después de que los astrónomos descubrieran a Phaethon en 1983, se dieron cuenta de que la órbita del asteroide coincidía con la de los meteoros de las Gemínidas. Esto señaló a Faetón como la fuente de la lluvia anual de meteoritos, a pesar de que Faetón era un asteroide y no un cometa.

En 2009, el Observatorio STEREO de la NASA detectó una cola corta que se extendía desde Phaethon cuando el asteroide alcanzaba su punto más cercano al Sol (o "perihelio") a lo largo de su órbita de 524 días. Los telescopios regulares no habían visto la cola antes porque solo se forma cuando Faetón está demasiado cerca del Sol para observarla, excepto con los observatorios solares. STEREO también vio cómo se desarrollaba la cola de Phaethon en acercamientos solares posteriores en 2012 y 2016. La apariencia de la cola apoyaba la idea de que el polvo escapaba de la superficie del asteroide cuando el Sol lo calentaba.

Sin embargo, en 2018, otra misión solar tomó imágenes de parte del rastro de escombros de las Gemínidas y se encontró con una sorpresa. Las observaciones de la sonda Solar Parker de la NASA mostraron que el rastro contenía mucho más material del que Faetón podría arrojar durante su acercamiento al Sol.

El equipo de Zhang se preguntó si había algo más, además del polvo, detrás del comportamiento de cometa Phaethon. "Los cometas a menudo brillan intensamente por la emisión de sodio cuando están muy cerca del Sol, por lo que sospechamos que el sodio también podría desempeñar un papel clave en el brillo de Faetón", dijo Zhang.

SOHO observa a Phaethon

Un estudio anterior, basado en modelos y pruebas de laboratorio, sugirió que el intenso calor del Sol durante los acercamientos solares cercanos de Phaethon podría vaporizar el sodio dentro del asteroide e impulsar una actividad similar a la de un cometa.

Con la esperanza de descubrir de qué está hecha realmente la cola, Zhang la buscó nuevamente durante el último perihelio de Faetón en 2022. Usó la nave espacial SOHO, una misión conjunta entre la NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA), que tiene filtros de color que pueden detectar sodio y polvo. El equipo de Zhang también buscó imágenes de archivo de STEREO y SOHO, y encontró la cola durante 18 de los acercamientos solares cercanos de Phaethon entre 1997 y 2022.

En las observaciones de SOHO, la cola del asteroide apareció brillante en el filtro que detecta sodio, pero no apareció en el filtro que detecta polvo. Además, la forma de la cola y la forma en que brillaba cuando Faetón pasaba junto al Sol coincidían exactamente con lo que los científicos esperarían si estuviera hecha de sodio, pero no si estuviera hecha de polvo.

Esta evidencia indica que la cola de Faetón está hecha de sodio, no de polvo.

"No solo tenemos un resultado realmente genial que cambia 14 años de lo que pensábamos en un objeto bien examinado", dijo el miembro del equipo Karl Battams del Laboratorio de Investigación Naval, "sino que también hicimos esto utilizando datos de dos naves espaciales de heliofísica: SOHO y STEREO, que no tenían la intención de estudiar fenómenos como este”.

Zhang y sus colegas ahora se preguntan si algunos cometas descubiertos por SOHO, y por científicos ciudadanos que estudian imágenes de SOHO como parte del Proyecto Sungrazer, no son cometas en absoluto.

"Muchos de esos otros 'cometas' que bordean el Sol pueden no ser 'cometas' en el sentido habitual del cuerpo helado, sino que pueden ser asteroides rocosos como Faetón calentados por el Sol", explicó Zhang.

Aún así, queda una pregunta importante: si Phaethon no arroja mucho polvo, ¿cómo proporciona el asteroide el material para la lluvia de meteoritos de las Gemínidas que vemos cada mes de diciembre?

El equipo de Zhang sospecha que algún tipo de evento disruptivo hace unos miles de años, tal vez una parte del asteroide que se desintegró bajo el estrés de la rotación de Phaethon, hizo que Phaethon expulsara los mil millones de toneladas de material que se estima forman la corriente de escombros de las Gemínidas. Pero qué fue ese evento sigue siendo un misterio.

25 abril de 2023

La NASA en Español