Sabor a agua de cometas

Cuando el cometa C/1999 S4 (LINEAR) estalló en pedazos el año pasado, mostró lo que muchos científicos sospechaban desde hace tiempo: Es posible que el agua de los océanos haya llegado desde el espacio exterior.
El año pasado el cometa C/1999 S4 (más conocido como "Cometa LINEAR") sorprendió a los astrónomos al romperse en pedazos cuando pasaba cerca del Sol. Ahora el fenecido cometa los ha vuelto a sorprender: Nuevas investigaciones basadas en datos obtenidos en esa oportunidad, muestran que lo más probable es que el Cometa LINEAR estaba hecho de agua, con la misma composición isotópica que el agua que encontramos en la Tierra. El descubrimiento respalda la controvertida idea, que los impactos cometarios ocurridos hace miles de millones de años atrás, podrían haber traído la mayor parte del agua de los océanos terrestres.

Arriba: Un equipo de astrónomos dirigidos por Hal Weaver utilizó el Telescopio Espacial Hubble para captar esta imagen del Cometa LINEAR rompiéndose en pedazos, en agosto del 2000. [más información]

"La idea de que los cometas sembraron en la Tierra agua y moléculas de componentes esenciales para la vida, es hoy debatida calurosamente, y por primera vez, hemos visto un cometa que tiene la composición adecuada para hacer este trabajo," dijo Michael Mumma del Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA. Mumma, es el autor principal de un artículo con los resultados de esta investigación aparecido en el número del 18 de mayo, de la revista Science.

Una comunicación separada, aparecida en el mismo número de Science describe cómo los científicos, utilizando un instrumento a bordo del Observatorio Heliosférico Solar (SOHO) observaron una nube de hidrógeno (el subproducto de la disociación del vapor de agua) que ondulaba en el espacio a medida que el hielo del Cometa LINEAR se evaporaba al calor del Sol. Este grupo estimó que el cometa contenía en su núcleo cerca de 3 mil trescientos millones de kilogramos de agua, suficiente para hacer un pequeño lago.

El Cometa LINEAR tenía mucha agua, pero, ¿era el mismo tipo de agua que se encuentra aquí en la Tierra?

Ambos, los cometas y la Tierra contienen una pequeña cantidad de la llamada "agua pesada", compuesta por partes iguales de hidrógeno, oxígeno y deuterio. (El deuterio es un isótopo del hidrógeno, con un neutrón extra en su núcleo.) La fórmula química del agua pesada es HDO; mientras que la del agua es H2O.

Existe una creciente evidencia que los cometas nacidos en las regiones más lejanas del Sistema Solar (cerca de la órbita de Neptuno, por ejemplo) contienen hielos relativamente ricos en agua pesada -- de hecho, demasiado rica. Estos cometas no tienen la proporción isotópica del agua de los océanos de la Tierra.

Sin embargo, el Cometa LINEAR aparentemente se formó en una zona del Sistema Solar donde el agua es más parecida a la de la Tierra. Utilizando telescopios en el Observatorio W. M. Keck y en las Instalaciones del Telescopio Infrarrojo de la NASA, Mumma y sus colegas estudiaron la química del cometa y concluyeron que debió de haberse formado cerca de la órbita de Júpiter.

see captionLa química, les dice a los astrónomos donde puede haberse formado un cometa, de la siguiente forma: ciertas moléculas como el monóxido de carbono (CO), el metano (CH4), el etano (C2H6), y el acetileno (C2H2) son "volátiles." Se congelan sólo a temperaturas extremadamente bajas. Los cometas que se formaron en las regiones exteriores del Sistema Solar (donde hace mucho, pero mucho frío) incluirían estas moléculas heladas en sus núcleos de hielo. Mientras que los cometas que se formaron más cerca del Sol (donde estas sustancias permanecen en forma gaseosa) contendrían menos volátiles.

Izquierda: El experimento Solar Wind ANisotropies (SWAN) [Anisotropías del Viento Solar] a bordo del Observatorio Heliosférico Solar - SOHO detectó una nube de hidrógeno remolineando alrededor del Cometa LINEAR - un subproducto del agua cometaria descompuesta por la radiación solar en O y H. [más información (en inglés)]

De acuerdo a algunos experimentos de laboratorio, un cometa formado hace miles de millones atrás en las vecindades de Júpiter contendría aproximadamente la misma fracción de agua pesada que los actuales océanos de la Tierra. Desafortunadamente, el Cometa LINEAR se despedazó antes que esto pudiese ser confirmado directamente, pero su baja concentración de moléculas orgánicas volátiles, es un fuerte indicio que llevaba el mismo tipo de agua, que la que llena los mares terrestres.

Los cometas nacidos cerca de Júpiter son hoy día escasos, debido a que la gravedad del planeta gigante los lanzó hacia el espacio interestelar (y hacia el interior del Sistema Solar, donde estamos nosotros), hace mucho tiempo. Sin embargo, habrían sido muy numerosos en los tiempos de la formación del Sistema Solar. Los astrónomos piensan que la Tierra primordial habría interceptado más cometas provenientes de la "zona de Júpiter" (que es comparativamente pobre en agua pesada) que aquellos que se formaron entre los planetas exteriores (una zona rica en agua pesada).

see captionLa "zona de Júpiter" recibía más luz y era más cálida que el Sistema Solar exterior (aunque lo suficientemente fría como para que allí se condensaran muchos elementos volátiles). Como resultado, en el gas cerca de Júpiter ocurrieron más reacciones y quedaron disponibles una mayor cantidad de variadas clases de moléculas orgánicas complejas que se incorporaron en los cometas. Además, la poderosa gravedad de Júpiter mantuvo altas las velocidades de colisiones entre los cometas cercanos, impidiendo que crecieran mucho. Ambos factores pueden haber dado un impulso a la vida en la Tierra.

Derecha: Los cometas nacidos cerca de Júpiter pueden que hayan contenido el tipo de agua correcto para explicar los océanos de la Tierra.

"Es como ser golpeado por una bola de nieve en lugar de un iceberg," dijo Mumma. "Los cometas más pequeños, provenientes de la región de Júpiter, impactaron la Tierra de forma relativamente suave, rompiéndose en las capas altas de la atmósfera y dejando caer la mayor parte de sus moléculas orgánica intactas. Tales cometas habrían tenido una mayor proporción de los materiales básicos para comenzar la vida: Las moléculas orgánicas complejas. Esto quiere decir que la vida no comenzó completamente de cero. Llegó del espacio como un kit para armar."

Nota del Editor: En 1999 el cosmoquímico Geoff Blake y sus colegas del Caltech demostraron que el Cometa Hale-Bopp contenía demasiada agua pesada y no se parecía a los océanos de la Tierra. Este descubrimiento generó publicitados informes que sostenían que los cometas no podían ser la fuente del agua terrestre. Ahora el Cometa LINEAR ha demostrado que, después de todo, los océanos de la Tierra pueden haber granizado con los cometas. ¿Pero es así? Los cometas no son el único candidato como fuente del agua para la Tierra. Nuestros océanos podrían haber sido traídos por asteroides (otra idea controvertida) o tal vez su origen está en agua que quedó atrapada en el cuerpo de la Tierra, a medida que se formaba y que posteriormente fue liberada a la superficie por emisiones gaseosas volcánicas (como muchos de nosotros lo aprendimos en el colegio). ¡O todas las opciones arriba mencionadas! El origen de los océanos de la Tierra es todavía un misterio, y tema para continuas investigaciones.

Vínculos en la Web, en inglés

La singular vista del SOHO, de un cometa que se rompió en pedazos -- Científicos monitorearon la ruptura del Cometa LINEAR, utilizando el Experimento de Anisotropias del Viento Solar (SWAN) a bordo de la sonda SOHO, en órbita entre el Sol y la Tierra.

AL ROMPERSE, EL COMETA LINEAR EXPONE SUS SECRETOS MAS PROFUNDOS -- informe de prensa de NASA HQ

PARIENTES DE UN COMETA MORIBUNDO PUEDEN HABER NUTRIDO LA VIDA EN LA TIERRA -- informe de prensa de NASA/GSFC