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martes, 9 de junio de 2015

Disociación de las moléculas de agua y dióxido de carbono en núcleo de un cometa


El estudio ininterrumpido del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko que está realizando Rosetta ha desvelado un proceso inesperado que provoca la rápida disociación de las moléculas de agua y de dióxido de carbono emitidas por el núcleo del cometa.
La misión Rosetta de la ESA llegó a este cometa en agosto del año pasado. Desde entonces, ha estado sobrevolando su núcleo a distancias de entre unos escasos 8 km y varios cientos de kilómetros para recoger datos sobre cada aspecto de su entorno con un conjunto de 11 instrumentos científicos. 
Uno de estos instrumentos, el espectrómetro Alice desarrollado por la NASA, tiene como misión analizar la composición química de la atmósfera del cometa, o ‘coma’, en las longitudes de onda del ultravioleta lejano. 
En estas longitudes de onda, Alice puede detectar la presencia de algunos de los elementos más abundantes del Universo, tales como el hidrógeno, el oxígeno, el carbono o el nitrógeno, permitiendo a los científicos identificar la composición química de los gases de la coma.


 En un artículo aceptado por la publicación Astronomy and Astrophysics, los investigadores describen los resultados obtenidos por Alice durante los cuatro primeros meses en órbita al cometa, cuando la sonda Rosetta se encontraba a una distancia de entre 10 y 80 kilómetros del centro de su núcleo. 
Este estudio analizó la naturaleza de los ‘chorros’ de vapor de agua y de dióxido de carbono expulsados por la superficie del cometa a medida que se va calentando. Para ello, se registraron las emisiones de los átomos de hidrógeno y de oxígeno procedentes de la disociación de las moléculas de agua en las proximidades del núcleo del cometa, y las de los átomos de carbono en el caso del anhídrido carbónico. 
El análisis desveló que las moléculas se disocian en un proceso de dos pasos. 
En primer lugar, un fotón ultravioleta procedente del Sol choca con una molécula de agua en la coma y la ioniza, liberando un electrón. Este electrón a su vez choca con otra molécula de agua, liberando dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno cargados de energía. Estos átomos emiten luz ultravioleta con una longitud de onda determinada, que es detectada por los sensores de Alice. 
De forma similar, la disociación de las moléculas de dióxido de carbono y las emisiones de los átomos de carbono detectadas también están provocadas por el impacto de electrones libres. 
“Al analizar la intensidad relativa de las distintas emisiones atómicas, llegamos a la conclusión de que estamos observando directamente las moléculas ‘matriz’ que están siendo disociadas por electrones en el entorno inmediato del núcleo del cometa, a menos de 1 kilómetro de su superficie”, explica Paul Feldman, profesor de física y de astronomía en la Universidad Johns Hopkins de Baltimore, y autor principal del artículo que presenta estos resultados. 
Desde la Tierra, o desde los observatorios espaciales en órbita a nuestro planeta, como el Telescopio Espacial Hubble, sólo se pueden estudiar los constituyentes atómicos de los cometas después de que sus moléculas hayan sido disociadas por la luz del Sol a cientos o a miles de kilómetros de su núcleo.

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