ESA – SOHO persigue la cola de un asteroide

Cada diciembre, la lluvia de meteoritos Gemínidas ilumina los cielos de la Tierra cuando nuestro planeta se sumerge en una vasta nube de polvo en el espacio. Durante años, se desconocía el cuerpo original de esta lluvia de meteoritos. La mayoría de las lluvias anuales de meteoritos están asociadas con cometas, que dejan nubes de polvo detrás de ellos en forma de colas. Pero las Gemínidas eran diferentes: ningún cuerpo progenitor era obvio.

Cuando Phaethon fue descubierto en 1983 por el satélite IRAS de EE. UU., Reino Unido y Holanda, los astrónomos pensaron que el misterio estaba resuelto. Este pequeño objeto de 5,8 km de ancho giraba alrededor del Sol en una órbita muy similar a la de la nube de polvo de las Gemínidas, proporcionando una prueba casi segura de que Faetón era el cuerpo principal de la lluvia de meteoritos, aunque Faetón era un asteroide y no un cometa.

Cada órbita de Faetón, que dura 524 días, consiste en un acercamiento inusualmente cercano al Sol. A una distancia de máxima aproximación (perihelio) de 21 millones de km, Faetón queda oculto a los observatorios de la Tierra por el resplandor cegador del Sol. Por lo tanto, los observatorios solares brindan la única forma de capturar imágenes vitales para estudiar la actividad extrema del asteroide en el perihelio.

Desde 2009, el Observatorio de Relaciones Terrestres Solares de la NASA (STEREO) ha observado un brillo repentino del asteroide unas horas después del perihelio. En este acercamiento cercano, Faetón también luce una cola, de cientos de kilómetros de largo, de espaldas al Sol. Originalmente se pensó que esta actividad era causada por la liberación de pequeños granos de polvo por el agrietamiento de la superficie del asteroide cuando pasa junto al Sol. Esto llevó a que Phaethon fuera apodado un ‘cometa de roca’.

Ahora, las nuevas observaciones del SOHO registradas en mayo de 2022 han demostrado por primera vez que, contrariamente a lo que se pensaba hace 14 años, la emisión de átomos de sodio es probablemente la responsable de esta actividad.

Como parte de un plan de observación especial ideado por Qicheng Zhang y Karl Battams, la exposición prolongada, filtrada Las imágenes fueron tomadas por el telescopio CORONÓGRAFO ESPECTROMETRICO Y DE GRAN ÁNGULO (LASCO) del SOHO. Faetón y su cola no aparecen en las imágenes tomadas con el filtro azul de LASCO, que puede detectar polvo. Pero es brillante en el filtro naranja sensible al sodio, lo que ofrece pruebas convincentes de que se está produciendo una emisión de sodio. La emisión es causada por la fluorescencia, cuando los átomos de sodio se excitan con el Sol y brillan de color naranja, de forma similar a una farola.

«Nuestro plan de observación único encontró el misterioso asteroide Phaethon por primera vez en los datos de SOHO», dice el estudiante de doctorado Qicheng Zhang, quien dirigió el estudio. “Los filtros distintivos de la cámara LASCO de 27 años se utilizaron en una interrupción especial del programa de observación regular para descubrir estos secretos ocultos. Al excavar en el cofre del tesoro de SOHO, mostramos que Phaethon es visible en imágenes de LASCO desde 18 órbitas diferentes hasta 1997”.

Faetón no es el único objeto cerca del Sol que libera sodio. El planeta Mercurio también exhibe una brillante cola de sodio que alcanza su punto máximo alrededor de dos semanas después del perihelio, algo que la misión conjunta ESA/JAXA BepiColombo investigará una vez en órbita alrededor de Mercurio. Las observaciones de la cola de sodio de Mercurio del generador de imágenes heliosféricas STEREO H1-1 se utilizaron como estándar de calibración, como una lámpara estándar, para estudiar esta emisión de Phaethon para respaldar la teoría de Zhang.

SOHO ha observado cientos de pequeños objetos que bordean el Sol que se clasifican como cometas, cuerpos helados que parecen brillar cuando están muy cerca del Sol. Estos pueden ser difíciles de distinguir de los asteroides como Faetón, que brillan temporalmente. Sin embargo, el sodio identificado en este estudio ha abierto la posibilidad de que quizás los llamados cometas descubiertos por SOHO se parezcan más a asteroides rocosos similares a Faetón.

Este estudio arroja más luz sobre los eventos que podrían haber formado los meteoroides Gemínidas, que varían en tamaño desde granos de arena hasta el tamaño de un guisante. La actividad de sodio en la superficie no es suficiente para levantar estas partículas y contribuir a la corriente. En cambio, se supone que una interrupción no observada y desconocida de Faetón, quizás hace más de dos mil años, creó la lluvia.

Las capas frescas de sodio volátil que contribuyen al brillo observado hoy sugieren que otro evento de pérdida de masa pudo haber resurgido en Faetón más recientemente, quizás hace menos de 1000 años. Por lo tanto, el origen exacto de los meteoroides de las Gemínidas puede entenderse mejor estudiando a Faetón.

Existe un gran interés en Phaethon debido a su actividad distintiva y su misteriosa historia, que lo convierten en una fuente esencial e intrigante para un estudio cercano en el futuro. Por lo tanto, JAXA se está preparando para enviar una misión de sobrevuelo llamada DESTINY+ para tomar imágenes de la superficie de Phaethon en 2028 y encontrar más sobre su historia.
Además de futuras misiones, los científicos ciudadanos pueden desempeñar su papel en la revelación de nuevos descubrimientos utilizando SOHO. Se han identificado más de 4500 objetos que bordean el Sol en imágenes de SOHO, la mayoría con la ayuda del Proyecto Sungrazer. Los «cazadores de cometas» de los científicos ciudadanos pueden filtrar los datos de SOHO y STEREO para identificar nuevos objetos.

Karl Battams, investigador principal de LASCO y del proyecto Sungrazer, explica: “SOHO es el cazador de cometas más destacado de la historia, con un enorme catálogo de descubrimientos que aún esperan un análisis detallado. Tanto SOHO como STEREO están en una posición única para poder observar de forma rutinaria objetos extremadamente cercanos al Sol. El futuro de los estudios de asteroides y cometas es brillante gracias a estas y futuras misiones de encuentro que nos ayudarán a descubrir más sobre estos objetos dinámicos”.

“Desde su lanzamiento en 1995, SOHO y sus instrumentos continúan brindando ciencia emocionante, utilizando la misión de diferentes maneras para estudiar asteroides y cometas además de su objetivo principal, el Sol”, agrega Bernhard Fleck, científico del proyecto SOHO de la ESA.

Notas para editores

‘Brillo de sodio de (3200) Faetón cerca del perihelio’ por Q. Zhang et al. se publica en El diario de ciencia planetaria aquí