La nave espacial Europa Clipper pronto podría ser golpeada por partículas cargadas, partículas arrancadas de la cola de iones que fluye desde el cometa interestelar 3I/ATLAS.
Ésa es la nueva predicción de dos investigadores europeos cuyo código informático les permite identificar cuándo una nave espacial puede alinearse con un cometala cola y el sol. Completamente inofensivo para la nave espacial, el evento proporciona una alineación rara y fortuita, y una oportunidad única para tomar muestras directamente de material de un cometa más allá de nuestra región del cosmos.
«Prácticamente no tenemos datos sobre el interior de los cometas interestelares y el estrella sistemas que los formaron», dijo a Space.com Samuel Grant del Instituto Meteorológico Finlandés, quien dirigió la investigación. «Muestrear la cola de esta manera es lo más cerca que podemos llegar actualmente a una muestra directa de tal objeto y, por lo tanto, a una parte diferente del galaxia«.
Sin embargo, a pesar de esta gran oportunidad, hay una serie de cosas que podrían ir en contra. Clíper Europa detectando partículas cargadas de 3I/ATLAS. Por ejemplo, persiste el cierre del gobierno estadounidense. Esto es un problema porque Europa Clipper se encuentra actualmente en modo crucero mientras continúa su viaje hacia Júpiter y no todos sus instrumentos están activados. La alineación entre Europa Clipper, el cometa y el sol se establece entre el 30 de octubre y el 6 de noviembre, y si el cierre no se resuelve para entonces, no está claro si los científicos pueden despertar a Europa Clipper para realizar las mediciones, incluso si así lo desean.
Sin embargo, si se pueden realizar las mediciones, proporcionarán información sobre la composición del cometa interestelar, lo que permitirá realizar comparaciones con cometas del nuestro. sistema solar.
Anatomía del cometa
Los cometas poseen dos colas formadas a partir de partículas y polvo levantados de la superficie del cometa, o desgasificados debido al aumento de las temperaturas en el cometa a medida que se acerca al sol. El calor hace que las bolsas de gas justo debajo de la superficie se expandan y exploten.
La cola de polvo de un cometa es la más prominente y sigue la trayectoria del cometa. Actualmente no hay ninguna nave espacial en posición de sobrevolar 3I/ATLAS’ desempolva la cola y pruébala.
La cola de iones, sin embargo, es otra cuestión.
«Estudiamos los cuerpos de los cometas porque actúan como cápsulas del tiempo, sellando material procedente de su formación hace miles de millones de años», dijo Grant. «Este material es expulsado al acercarse al Sol, una parte del cual es transportado lejos del Sol por el viento solar para formar la cola de iones».
Porque está impulsado por el viento solarque irradia desde el sol, la cola de iones siempre apunta en dirección opuesta al sol.
Entre el 30 de octubre y el 6 de noviembre, Europa Clipper estará en posición de recibir potencialmente algunos de esos iones transportados por el viento solar hacia la nave espacial a varios cientos de millas por segundo.
Junto con Grant, Geraint Jones, de la Agencia Espacial Europea e investigador principal de la misión Comet Interceptor, pudo predecir el cruce de la cola de iones gracias a su programa Tailcatcher, que es un código informático que puede rastrear los movimientos de paquetes de material de viento solar.
«Usamos la velocidad medida en [a packet’s] llegada para rastrear el camino que tomó para viajar desde el sol hasta la nave espacial, y podemos comparar este camino con la posición del cometa», dijo Grant.
Sus cálculos indican que Europa Clipper podría interceptar algunos de los paquetes de viento solar que se acercaron lo suficiente al cometa como para robar algunos de los iones de su cola de iones.
El viento solar transporta sus propios iones provenientes del sol, entonces, ¿cómo pueden los científicos diferenciar entre los iones del viento solar y los iones robados del cometa?
«Los iones cometarios se pueden distinguir de varias maneras, la más simple por la abundancia química: los iones cometarios incluyen cantidades significativas de especies más pesadas, particularmente iones del grupo agua, en comparación con los protón y el viento solar dominado por helio», dijo Grant. «Además, el acto de cargar masa adicional en el viento solar provoca una desaceleración general y una desviación del flujo del viento solar ambiental».
Probabilidad de lluvia de partículas
Una detección exitosa también depende de propiedades intrínsecas del viento solar. Primero, el viento solar tiene que fluir en la dirección correcta; aunque siempre fluye desde el sol, no siempre es perfectamente radial y a veces puede fluir en ángulo, en cuyo caso podría pasar por alto Europa Clipper.
El viento también tiene que ser lo suficientemente fuerte en el momento adecuado para poder transportar los iones más pesados hasta Europa Clipper. El cometa estará en el perihelio (su punto más cercano al Sol) el 29 de octubre, cuando estará a una distancia de 126 millones de millas (200 millones de kilómetros), dentro de la órbita de Marte. Mientras tanto, Europa Clipper se encuentra actualmente a más de 186 millones de millas (300 millones de kilómetros) del sol después de haber realizado una sobrevuelo de marte a principios de este año.
En el lado positivo, a medida que 3I/ATLAS se acerque al sol, la actividad en el cometa seguirá aumentando. Si esta tendencia continúa, entonces, en el perihelio, la cola de iones será más ancha, lo que aumentará las posibilidades de que Europa Clipper pueda detectar algunos de sus iones.
La nave espacial Hera de la Agencia Espacial Europea, en su camino hacia el doble sistema de asteroides de Dídimo y Dimorphos, también estarán en condiciones de interceptar paquetes de viento solar que transporten iones cometarios entre el 25 de octubre y el 1 de noviembre. Sin embargo, Hera no tiene instrumentos para medir las partículas cargadas y el campo magnético del viento solar. Europa Clipper sí, ya que parte de su misión es estudiar el entorno magnético y de radiación de Júpiter y su impacto en europa.
Sin embargo, ni Grant ni Jones son miembros del equipo Europa Clipper y, por lo tanto, no tienen voz ni voto sobre cómo o si el equipo realiza las mediciones.
Pero incluso si Europa Clipper se pierde esta vez, Tailcatcher se ha utilizado antes con éxito para predecir cruces de colas de iones, como cuando la Agencia Espacial Europea Orbitador solar La nave espacial detectó iones del cometa C/2019 Y4 en 2020. Su historial de predicciones exitosas significa que sin duda podrá identificar cruces de cola en el futuro, tal vez incluso para el próximo cometa interestelar, cuando sea que aparezca.
De hecho, la posibilidad de cruces de colas añade una dimensión adicional al estudio de los cometas. En 2029, la Agencia Espacial Europea lanzará la misión Comet Interceptor, que permanecerá en el espacio hasta que los científicos identifiquen un cometa digno de ser visitado por la nave espacial. Los cometas interestelares ocupan un lugar destacado en la lista.
«El objetivo principal del Comet Interceptor es volar lo suficientemente cerca de un cometa interestelar o de período largo como para tomar muestras directamente de la coma y la cabeza de la cola», dijo Grant, que no es miembro del equipo del Interceptor. «Sería una oportunidad increíble si otra nave espacial pudiera cruzar aguas arriba de la cola en un momento similar».
La predicción de Grant y Jones sobre el cruce de la cola de iones se informa en una preimpresión publicada en el arxiv depósito de papel preimpreso.
