El Cometa Halley

La nave espacial Giotto fue especialmente diseñada para la investigacion del cometa Halley.Esta nave espacial se aproximo al cometa con una velocidad estimada de 71km/seg y con un periodo de rotacion de 4 seg. Las observaciones comensaron a 3H 06M antes de su maxima aproximacion cuando se encontraba a una distancia de 773,000 km del cometa. La Camara Multicolor Halley abordo de Giotto observo el nucleo del cometa y el medio ambiente exactamente arriba de su superficie . Analisis detallados de las imagenes recibidas han cambiando los conceptos corrientes que teniamos hacerca de la materia y estructura cometaria. Desde el punto de vista observacional los resultados mas inmediatos fueron: el gran tamaño del nucleo, su extrema opacidad(cuerpo oscuro), su irregularidad y apenas eliptica forma, la existensia de una corteza no-volatil de alta temperatura, y la alta asimetrica y localizada actividad.

Nucleo

El nucleo del cometa Halley como vista por Giotto se observo como un cuerpo solido en proyeccion bidimensional escasamente eliptica y con dimensiones de 14.9 x 8.2 km(Reitsema et al.,1986), contra lo esperado esto fue mas grande, lo que significaba un albedo tambien bajo o sea una superficie oscura. La forma tri-dimensional del nucleo fue estudiado combinando las imagenes de Giotto con las imagenes que se obtuvieron de las naves espaciales Vega que tambien observaron al cometa Halley. El volumen total fue aproximado por un elipsoide de 4.1x4.2x8 km para los ejes semimayores(Wilhelm, 1987). Estos resultados llevan a una superficie de mas o menos 400 km cuadrados y a un volumen de 580 kilometros cubicos(5.8x10E+11 m3). Antes de la venida del cometa Halley los mejores estimados de las dimensiones del nucleo señalaban una esfera de 3 km de radio, un albedo de 0.6 y una densidad de 1 gr/cm3.

Rickman (1986) adoptando un volumen de 5x10E+11 m3 ,y usando aceleraciones no-gravitacionales compiladas por Yeomans(1977 y 1984) encuentra una masa para el nucleo del cometa Halley entre 5 y 13 x10E+13 kg lo que significa una densidad media entre 0.08 y 0.24 g/cm3. Esta baja densidad encontrada significa que el nucleo cometario es extremadamente fragil y que estos son los cuerpos de mas baja densidad en el sistema solar.

Se ha determinado que el nucleo del cometa Halley tiene un periodo de rotacion de 54H aproximadamente y el eje de rotacion como visto en las imagenes de la nave espacial Giotto es mas o menos perpendicular al aparente eje mayor del nucleo.

Superficie
 La superficie extremadamente oscura carece de uniformidad y en las imagenes recibidas se pueden apreciar ciertos rasgos topograficos que fueron denominados, valles, cadenas de cerros,crateres y montañas en analogia con patrones terrestres. Ha sido señalado que la interpretacion de las imagenes del nucleo es complicada por la necesidad de tener que distinguir entre los diferentes factores que pueden producir regiones brillantes en las imagenes. Irregularidades y propiedades dispersivas en la superficie asi como el polvo que lo rodea entre otros puede producir contraste de brillo en las imagenes. Algunas rasgos topograficos observadas estan relacionadas con la emision de materia, conocido con el nombre de jet-activity, o materia que se expele rapidamente en forma de una corriente o chorro desde la superficie. En lo sucesivo lo referiremos como actividad chorro.

Segun su posicion relativa al sol la superficie del cometa Halley puede ser dividido en dos regiones. Una brillante que llamaremos region diurna y que coincide con el lado del cometa que da al sol y la otra, region nocturna o lado opuesto al sol.

Polvo y Focos de Actividad
Durante el encuentro con el cometa halley se observo que la actividad del nucleo estaba concentrado en la region diurna o sea en direccion al sol, En las imagenes tomadas (proyeccion bidimensional) desde una larga distancia por la nave espacial Giotto el polvo observado esta confinado dentro de un sector de mas o menos 70 grados extendiendose aproximadamente de la linea sol- cometa hacia el sur (Keller et la.,1986a). Dentro de los limites de sensibilidad de las camaras utilizadas,se encontro que mas alla de unos cuantos cientos de kilometros la region nocturna estaba desprovisto de polvo . Analisis isofoticos y proyecciones tridimensionales sugieren que la emision mas fuerte(zona mas activa) no estuvo dirigida en la linea cometa-sol y se estima que esta ocurrio en una direccion contraria alejandose del observador(nave espacial-cometa) y cuyo foco estuvo en la region diurna no visible a las observaciones. Esta actividad produjo la mayor parte del fondo(background) polvoriento observado en el hemisferio opuesto al sol en las imagenes recibidas.

En el extremo norte de la region diurna, visible a las observaciones, se destaco particularmente una estructura tipo- chorro con diametro de 3 km. aproximadamente. Debido a la rotacion del cometa esta zona esta entrando a la region diurna lo que supuso un probable aumento de actividad durante y despues del acercamiento de la nave espacial Giotto. Observaciones hechas desde la tierra efectivamente confirmamaron un relativo aumento de actividad en direccion al sol. Otra zona de alta actividad, y de aproximadamente las mismas dimensiones fue observada en la parte central de la region diurna visible.La produccion total de estas dos zonas es estimada en 2/3 con respecto a la emision de la zona mas activa. Esto fue deducido por comparacion de intensidades. Tambien otras 13 estructuras tenues y delgadas de tipo-chorro fueron identificados en las fotografias recividas de Giotto. Si bien algunas de estas estructuras pudieron ser trazadas hasta puntos brillantes en la superficie, se ha remarcado la dificultad de asegurar si toda la superficie dentro del area de actividad es emisora de polvo o si el gas es expulsado a traves de numerosos pequeños puntos de los cuales solo los mas activos pudieron ser vistos.

Areas Activas
Hasta aqui toda la discucion ha sido basada comparando las intensidades relativas de la radiacion dispersada por el polvo. Suponiendo que la produccion relativa de gas conserva las mismas proporciones como dada por las intensidades relativas se puede estimar el area total activa del cometa Halley .

Calculos demuestran que sublimacion de una mescla fria que consiste de 80% de agua y 20% de otros compuestos volatiles (Krankowsky et al., 1986), a la distancia heliocentrica del cometa Halley durante su encuentro con la nave espacial Giotto y con un albedo de 0.04 produce un flujo de Z=1.9x10E+18 moleculas por segundo y por centimetro cuadrado. Tomando esto como referencia se calculo que la contribucion de las tres Zonas activas descritas,suponiendolas circulares,con un error estimado del 25%, dan una produccion total de gas de 6.5x10E+29 moleculas por segundo. Esto esta bien proximo a los valores obtenidos evaluando los datos de Giotto(Krankowsky et al., 1986).Todo este analisis conduce a concluir que el area total activa en el nucleo del cometa es mas o menos de 36 kilometros cuadrados lo que significa un area proyectada de 30 o 40 % y un 10% del area total de la superficie.

Discusión
La forma del nucleo ha mostrado demasiada desviacion de una esfera. La elongacion 2 a 1 hace improbable que el nucleo halla sido formado originalmente como un cuerpo esferico y tambien se descarta que la presente forma halla sido conseguida por sublimacion preferencial. Se propuso que un nucleo de este tipo tubo que haberse formado durante el proceso de creacion. La forma alargada e irregular del nucleo sugiere que el cuerpo consiste de subnucleos de mas o menos algunos kilometros en diametro(Keller et al.,1987). Muchos autores sostienen que el nucleo del cometa Halley tubo que haberse formado en un ambiente de baja temperatura y que el cuerpo del cometa ha permanecido frio desde el tiempo de su formacion (Whipple, 1987). Geiss(1987) por comparacion de los resultados obtenidos de las misiones Vega Y Giotto en molecular, elemental e isotopicas abundancias con los datos obtenidos de meteoritos, meteoros y el gas interestelar remarca que los cometas son miembros regulares del sistema solar los cuales han preservado las caracteristicas de la materia acretada y condensada mejor que ningun otro cuerpo en este sistema. El lugar de su formacion(cometa Halley) no es exactamente claro pero se estima que por lo menos debe de haberse formado en las fronteras del sistema solar o aun mas lejos.

La baja reflectividad de la superficie lleva a pensar que el hielo debe de estar sucio (inpuro) y oscuro (oscuro, opaco)(Keller et al.,1987). La larga superficie observada esta de acuerdo con la actividad restringida al 30 o 40% del area proyectada. Es claro que la sublimacion del hielo solo puede tener lugar en una fracion limitada de la superficie, lo contrario significaria que la razon de producion total se elevaria.

En sus conclusiones Whipple(1987) sostiene que que la actividad del cometa Halley es a)en su mayor parte, si es que no es totalmente,en el lado alumbrado por el sol,b)altamente variable en posicion y tiempo en el nucleo,c)principalmente en un hemisferio del nucleo,d)evidenciado por el chorro de polvo en una fraccion de la superficie y e) altamente variable en composicion de fuentes. Las areas inactivas frente al sol son bien calientes, arriba de la temperatura de cuerpo negro. Todos estos hechos soportan la teoria de una cubierta o manto que rodea al nucleo , baja opasidad del polvo al rededor del nucleo y probablemente bien baja conductividad de materia cometaria solida.

Es dificil pensar como ha remarcado (Keller et al., 1987) que la cubierta o manto sea solamente unos pocos centimetros en espesor, cubriendo un terreno con cerros y valles hasta de un kilometro y ademas preveer la sublimacion.

Se calcula que 5x10E+23 moleculas por centimetro cuadrado es sublimado por cada revolucion del cometa en su orbita. esto se traduce en una perdida de superficie de aproximadamente 6 metros de ancho si se asume una densidad de 0.25 gr/cm3. Este echo pone un limite observacional al espesor de la costra.