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Un cometa puede haber impactado en el planeta Neptuno hace dos siglos. Esto se ve en la distribución de monóxido de carbono de la atmósfera en el gigante gaseoso que los investigadores – entre ellos el observatorio francés LESIA en París, del Instituto Max Planck para Investigación del Sistema Solar en Katlenburg-Lindau (Alemania) y del Instituto Max Planck para Física Extraterrestre en Garching (Alemania) – han estudiado ahora. Los científicos analizaron datos tomados por el satélite de investigación Herschel, que ha estado orbitando el Sol a una distancia aproximada de 1,5 millones de kilómetros desde mayo de 2009. (Astronomy & Astrophysics, publicado on-line el 16 de julio de 2010)

Cuando el cometa Shoemaker-Levy 9 impactó en Júpiter hace 16 años, los científicos de todo el mundo estaban preparados: instrumentos a bordo de las sondas espaciales Voyager 2, Galileo y Ulysses documentaron cada detalle de este raro incidente. Hoy, estos datos ayudan a los científicos a detectar impactos cometarios que sucedieron hace muchos, muchos años. Las “polvorientas bolas de nieve” dejan trazas en la atmósfera de los gigantes gaseosos: agua, dióxido de carbono, monóxido de carbono, ácido cianhídrico y sulfuro de carbono. Estas moléculas pueden detectarse en la radiación de los planetas que se irradia al espacio.

En febrero de 2010 científicos del Instituto Max Planck para Investigación en el Sistema Solar descubrieron sólidas evidencias de un impacto cometario en Saturno hace 230 años (ver Astronomy and Astrophysics, Volume 510, febrero 2010). Ahora se han realizado nuevas medidas con el instrumento PACS a bordo del observatorio espacial Herschel que indican que Neptuno pasó por un evento similar. Por primera vez, PACS permite a los investigadores analizar la radiación infrarroja de onda larga de Neptuno.

La atmósfera del planeta más externo de nuestro Sistema Solar consta principalmente de hidrógeno y genio con trazas de agua, dióxido de carbono y monóxido de carbono. Ahora, los científicos detectaron una inusual distribución de monóxido de carbono: En la capa superior de la atmósfera, la conocida como estratosfera, encontraron una concentración mayor que en la capa inferior, la troposfera. “La mayor concentración de monóxido de carbono en la estratosfera sólo puede explicarse mediante un origen externo”, dice el científico del MPS Paul Hartogh, investigador principal del programa científico de Herschel “El agua y la química relacionada en el Sistema Solar”. “Normalmente las concentraciones de monóxido de carbono en la troposfera y la estratosfera deberían ser las mismas o disminuir con el incremento de altura”, añade.

La única explicación para estos resultados es un impacto cometario. Tales fuerzas de colisión destrozaron el cometa mientras que el monóxido de carbono atrapado en el hielo del cometa se libera con los años y se distribuye por toda la estratosfera. “A partir de la distribución de monóxido de carbono podemos derivar el momento aproximado en el que tuvo lugar el impacto”, explica Thibault Cavalié del MPS. La anterior suposición de que un cometa impactó con Neptuno hace 200 años podría confirmarse de esta forma. Una teoría diferente, de acuerdo a la cual un flujo constante de diminutas partículas de polvo espacial introducen monóxido de carbono en la atmósfera de Neptuno, sin embargo, no concuerda con las medidas.

En la estratosfera de Neptuno los científicos también encontraron una mayor concentración de lo esperado de metano. En Neptuno, el metano desempeña el mismo papel que el vapor de agua en la Tierra: la temperatura de la conocida como tropopausa – una barrera de aire más frío que separa la troposfera y la estratosfera – determina qué cantidad de vapor de agua puede llegar a la estratosfera. Si esta barrera es un poco más cálida, puede pasar más gas. Pero aunque en la Tierra la temperatura de la tropopausa nunca cae por debajo de los menos 80 grados Celsius, en Neptuno la temperatura media de la tropopausa es de menos 219 grados.

Por tanto, el hueco en la barrera de la tropopausa parece ser el responsable de la elevada concentración de metano en Neptuno. Con menos 213 grados Celsius, en el polo sur de Neptuno esta capa de aire es seis grados más cálida que en cualquier otro punto, permitiendo que el pase pase con más facilidad de la troposfera a la estratosfera. El metano, el cual los científicos creen que se origina en el propio planeta, pueden por tanto extenderse por toda la estratosfera.

El instrumento PACS fue desarrollado en el Instituto Max Planck para Física Extraterrestre. Analiza la radiación infrarroja de onda larga, también conocida como radiación de calor, que emiten los cuerpos fríos en el espacio, como Neptuno. Además, el satélite de investigación Herschel porta el mayor telescopio jamás construido que se ha manejado en el espacio.

Artículos de Referencia: E. Lelouch et al. First results of Herschel /PACS observations of Neptune Astronomy & Astrophysics, Vol. 518, L152 (2010), DOI: 10.1051/0004-6361/201014600

T. Cavalié et. al. A cometary origin for CO in the stratosphere of Saturn? Astronomy & Astrophysics, Vol. 510, February 2010, DOI: 10.1051/0004-6361/200912909

Fecha Original: 16 de julio de 2010
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