Un batido de asteroides y cometas (parte 1)

Este artículo igual resulta un poco denso. Si quieres pasar directamente a la acción, y la astronomía del sistema solar te da un poco igual, puedes ir directamente a la parte 2.

Parte 1. Un batido de asteroides y cometas

La versión corta es que he venido a Taiwán a investigar los asteroides activos. Explicar qué son estos curiosos objetos va a llevar algo de tiempo, pero merecerá la pena. Así que quédate y lee la versión larga. Vamos allá:

Si hacemos memoria y recordamos las clases en las que aprendimos qué objetos tiene el sistema solar, lo primero que nos vendría a la cabeza son, seguramente, el Sol y los planetas que lo orbitan.

Estrellas y planetas

Empecemos por el protagonista —que, como defendió Copérnico a capa y espada, no es la Tierra, sino el Sol—. Las estrellas tienen algo que las distingue de los planetas: emiten luz propia. Esto es así porque han logrado compactar suficiente masa —especialmente, hidrógeno— como para que la presión generada a causa de la gravedad fusione sus átomos de hidrógeno en helio. Este conjunto de reacciones, llamado nucleosíntesis estelar, desprende una cantidad de energía apabullante. 

En nuestro sistema solar solo hay una estrella, que es el Sol. Pero es muy habitual que los sistemas estelares tengan, de hecho, más de una estrella (las estimaciones más recientes indican que el 50%, o incluso más, de los sistemas estelares está formado por dos o más estrellas). A nuestro sistema solar no le faltó mucho para tener dos estrellas: si a Júpiter le hubiese pasado como a cualquiera y hubiese ganado unos kilitos de más (solamente un 20% más de su masa) seguramente ya habría tenido suficiente gravedad para convertirse en una estrella, una versión reducida del Sol. Es difícil imaginar hasta qué punto esto habría limitado, o incluso impedido, la vida en nuestro planeta, pero, para empezar, podemos imaginarnos una Tierra sin noches ni días (o al menos, sin ciclos diurnos regulares) y con un contraste térmico muchísimo mayor. 

A lo largo de las décadas, los astrónomos también han definido bastante bien qué es un planeta, aunque la definición es más enrevesada. Los planetas:

1. No emiten luz propia, es decir, no fusionan hidrógeno en helio. En la mayoría de casos, porque no son lo suficientemente grandes como para lograr las condiciones de fusión.
2. Sin embargo, sí son lo suficientemente grandes para ser esféricos. Los cuerpos pequeños pueden permitirse el lujo de ser irregulares sin que su gravedad interna los haga colapsar. Pero, en los objetos masivos, la gravedad interna es tan potente que obliga al cuerpo a adquirir la forma más estable posible en términos energéticos: la esfera. Esto se denomina equilibrio hidrostático, y es un proceso que puede alargarse millones de años.
3. Orbitan alrededor de una estrella. Esta condición parece evidente, pero, de hecho, es muy posible que existan objetos rocosos interestelares (es decir, desligados de la influencia gravitatoria de ninguna estrella) de escala planetaria viajando libremente por el universo. No hemos visto nunca ninguno, pero casi mejor. Sería mala noticia que un objeto de estas características se nos acercara demasiado.
4. Han conseguido una órbita "exclusiva", es decir, una trayectoria más o menos circular alrededor de la estrella que está limpia de otros objetos, polvo, etc.

¿Y todo lo demás?

¿Os suena la ley del 20-80, o principio de Pareto? Esta afirma que el 20% de la población más rica del planeta concentra el 80% de la riqueza. Pues digamos que, en el caso del sistema solar, Pareto se quedó muy, muy corto.

Existe un único objeto, el Sol, que concentra el 99,86% de toda la masa del sistema solar. Luego, los siguientes 8 objetos más masivos (que son los planetas) logran reunir el 0,135% de la masa del sistema solar. En definitiva, hay 9 objetos que reúnen el 99,995% de toda la masa en nuestro sistema.

Seguro que os estáis preguntando dónde está el 0,005% restante, ¿verdad? Pues se reparte entre la plebe: miles de millones de objetos de distinto tamaño. De hecho, contarlos deja de tener sentido, porque su magnitud oscila desde los miles de kilómetros de diámetro —satélites prácticamente tan grandes como la Tierra— hasta partículas más pequeñas que el polvo que se acumula sobre tu lector de DVD. Qué poco equitativo es el universo, ¿verdad?

Estos objetos, aunque reúnan poca masa, son de lo más diversos. La mayoría no son más que pedruscos dando vueltas por el sistema solar. Los llamamos «asteroides», y, a veces, alguno de ellos se acerca demasiado, y hay que tener mucho ojo porque si cayeran en la Tierra podrían montar un buen quilombo. Estos objetos se denominan NEOs (Near-Earth Objects) y una red de observatorios de todo el mundo los observa y los documenta de manera continua. La NASA mantiene un control actualizado de todas las observaciones y, gracias a ellas, calcula las órbitas y predice con muchísima antelación si estos objetos podrían llegar a ser dañinos.

También hay otros objetos que exhiben un comportamiento de lo más extraño: los cometas. No son muy distintos a los asteroides, en el sentido de que también son pedruscos errantes, pero su composición incluye hielo (a veces agua, otras veces gases solidificados o atrapados en su interior). Cuando estos objetos se acercan al sol, el hielo se sublima (es decir, pasa directamente de estado sólido a gaseoso). No es muy distinto, con perdón, a una flatulencia: un chorro de gas ionizado (aunque, por fortuna, nuestras flatulencias no están ionizadas, a no ser que les prendamos fuego). Este chorro de gas es lo que se percibe como una de las colas del cometa (en la imagen inferior, la cola azul). Durante el proceso, el gas expulsado arrastra polvo y partículas sólidas, y eso es lo que nosotros percibimos como la segunda cola del cometa (en blanco).

Contrariamente a lo que mucha gente cree, el rastro (o cola) del cometa no tiene nada que ver con su trayectoria. Es decir, la cola de un cometa no es como la estela de un avión, que indica claramente por dónde ha pasado. Los cometas están en el espacio, donde no hay atmósfera que pueda arrancar ni retener partículas. Da igual que se estén moviendo a miles de kilómetros por hora: esas piedras no notan nada. La cola esta producida por la proximidad al Sol, y una vez los gases son vaporizados e ionizados, por motivos electromagnéticos, se desplazan en dirección opuesta al sol. En la imagen superior, del Cometa Hale-Bopp, el cuerpo en realidad se está moviendo de derecha a izquierda en la imagen, y no de arriba a abajo, como su cola puede inducirnos a pensar. ¿Sabrías deducir en qué dirección se encuentra el Sol? Más o menos, abajo a la derecha, en dirección opuesta a la cola azul.

¡Voy acabando!

Hasta hace 30 años, los astrónomos se daban por satisfechos con esta distinción entre cometas y asteroides.

• Los cometas tienen cola, los asteroides no.
• Los cometas contienen hielo y gases ionizados. Los asteroides solo son rocas.
• Los cometas tienen órbitas muy excéntricas (es decir, se alejan mucho al sol, y luego desaparecen durante décadas, siglos o milenios), mientras que los asteroides tienen órbitas más o menos circulares y estables.

Estas tres distinciones están muy relacionadas. No es casualidad que los asteroides (que están, por lo general, más cerca del Sol que los cometas) sean roca pura. Lo que sucede es que los asteroides ya hace mucho tiempo que perdieron sus gases solidificados. Sin embargo, los cometas pasan la mayor parte de sus vidas muy, muy lejos del Sol y, por tanto, han podido mantener estas sustancias. Finalmente, para que estos objetos, de vez en cuando, se planten cerca de nosotros y exhiban sus maravillosas colas, deben tener forzosamente órbitas excéntricas. Si estuviesen siempre lejos, no tendrían cola, porque solo les aparece cuando se acercan al Sol. Si estuviesen siempre cerca, ya habrían perdido todas sus reservas de gas.

Órbita del cometa Halley en comparación a otros objetos del Sistema Solar. Importante resaltar lo pequeña que es la órbita terrestre en comparación a la de Halley. Normal que solo lo veamos una vez cada 76 años.

Todo el mundo estaba contento, hasta que en 2010, se empezaron a encontrar —con cuentagotas— objetos que no encajaban con la descripción ni de los cometas, ni de los asteroides. Se trata de objetos que exhiben colas (aunque no tan espectaculares como la de los cometas), es decir, pérdida de masa, pero que "viven" en zonas muy cercanas a nosotros, como el cinturón de asteroides. Estos objetos no tienen nada que ver con los cometas, que por lo general, permanecen extremadamente lejos de nosotros hasta que de vez en cuando "caen" hacia el sol, rebotan y se vuelven a alejar. 

Estos extraños habitantes del sistema solar se comportan, aparentemente, como asteroides normales. Trazan órbitas circulares, pertenecen al cinturón de asteroides y la mayoría de veces pasan desapercibidos. Pero de vez en cuando, se les escapa una flatulencia. Os presento, por ejemplo, a 596 Scheila: un asteroide de considerables dimensiones que, sin embargo, está rodeada de una capa de polvo que indica una clara pérdida de masa. En la Parte 2, veremos a qué se puede deber.

A estos peculiarísimos objetos (se han documentado unos 14) se les llama «asteroides activos», y son un híbrido entre los asteroides "normales" y los cometas.

¿Y por qué son importantes los asteroides activos?

Los asteroides activos pueden ayudarnos a resolver, ni más ni menos, uno de los grandes enigmas de la vida en la Tierra. Uno de los principios básicos en la vida tal y como la conocemos es el agua. Sin agua, las sustancias no se diluyen, las membranas no intercambian moléculas y, en definitiva, no existe un entorno donde la vida primigenia se pueda desarrollar.

Pues bien: el quid de la cuestión es determinar por qué hay una cantidad tan grande de agua en la Tierra. Y no me refiero solo a agua líquida (que el agua esté en estado líquido es otra casualidad: que la Tierra se encuentre a la distancia adecuada del Sol, la llamada «zona habitable», y esté provista de una atmósfera con una presión suficiente para que no se evapore), sino a la presencia de agua en general.

A pesar de que el agua recubre el 75% de la superficie terrestre, solo supone el 0,02% de su masa, otro caso flagrante que a Pareto le daría mucho que pensar. Sin embargo, este porcentaje es muy superior al del resto de planetas del sistema solar (con excepción de Marte). Es decir, en la formación del planeta Tierra, no se explica de dónde ha salido tanta agua, que es un componente que, según las teorías de formación del protodisco del sistema solar, no debería encontrarse a distancias tan cercanas al Sol.

Cuando los astrónomos descubrieron los asteroides activos (es decir, asteroides que están cerca del Sol pero que todavía exhiben pérdida de agua en forma de gas) encontraron una posible explicación a por qué hay tanta agua en el sistema solar. Vendría a ser la siguiente: durante la formación de la Tierra, y especialmente cuando esta estaba limpiando su órbita de otros objetos más pequeños (en este contexto, limpiar quiere decir absorber o eyectar gravitacionalmente), es posible que hubiese un protocinturón de asteroides activos. Durante millones de años, la Tierra pudo recibir impactos continuados de asteroides activos, que trajeron suficiente agua a la tierra como para que hoy podamos disfrutar de un mojito con vistas a la Costa Brava. Este proceso, por cierto, no afectó solo a la Tierra: es posible que Marte también haya sucumbido a estos impactos, y esto explique también la elevada presencia de agua en nuestro vecino rojo.

Un planeta que, por cierto, alberga agua líquida de manera confirmada, y que es bastante posible que haya albergado vida microbiana en el pasado. Aunque esto, de momento, no está confirmado.

¿Veis la evolución de estos surcos en los valles de Marte? Todo parece indicar que el agua juega un papel importante en su aparición y desarrollo.

En la Parte 2: ¿qué papel juego yo en todo esto? ¿Voy a contribuir a explicar el origen de la vida en la Tierra, o simplemente estoy usando Chat GPT para rellenar mi blog con divulgación científica? (Spoiler: un poco de ambas).