Resumen: (Oct. 3 2005) Jessica Sunshine es el científico en la misión Deep Impact responsable del espectrómetro infrarrojo abordo. En la primera mitad de esta entrevista de dos partes, ella comenta cuál es la apariencia del núcleo del cometa visto antes y después del impacto, y explica por qué resulta difícil de conjuntar los datos del espectroscopio.

Tiro al blanco. Gran éxito con el impacto. Muestra el material expulsado desde el interceptor el cual fue enviado hacia e al interior del cometa Tempel1 Crédito: NASA/JPL

El 4 de julio de este año, la NASA envió una nave espacial en ruta de encuentro con el cometa Tempel 1. Cuando el cometa fue impactado por la nave espacial, la explosión resultante envió una gran nube de polvo y gases. Mientras tanto la nave nodriza del Deep Impact, la cual voló de manera segura junto al núcleo del cometa, dio la vuelta para observar los fuegos artificiales. El espectrómetro de abordo se enfocó en la nube de escombros resultantes del impacto para poder determinar los materiales que fueron expulsados en la explosión.

Jessica Sunshine, de la Corporación Internacional de Aplicaciones de la Ciencia (Science Applications International Corporation), es miembro del equipo científico del Deep Impact, responsable del espectrómetro infrarrojo de la nave. Recientemente ella platicó con Leslie Mullen, de Astrobiology Magazine, para discutir porque resulta difícil desenredar la información espectroscópica, y qué es lo que la misión nos ha enseñado hasta el momento sobre la constitución de los cometas.

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Astrobiology Magazine: ¿Cuál fue la firma espectral del cometa antes de impacto?

Ingredientes de un cometa. Créditos: Spitzer/JPL

Jessica Sunshine (JS): El núcleo es más oscuro que el carbón, por lo que tiene una reflectividad muy baja. Lo que vimos principalmente fue una pequeña parte de la luz del sol, reflejada, más la emisión en el térmico. El espectro del núcleo es relativamente suave, pero uno esperaría que las características fueran sutiles debido a que el núcleo es muy oscuro. La única característica real que resalta que es ambiente de la coma entre nosotros y el núcleo. Por lo que vimos trazos de agua y dióxido de carbono, y también una débil cantidad de elementos orgánicos.

La suave curva espectral del núcleo proporciona un contraste increíblemente dramático, porque cambió instantáneamente después del impacto. Esto fue sorprendente cuando sucedió y aún me emociona.

AM: ¿Pero no estaban ustedes esperando una gran cantidad de materiales frustrados desde el núcleo del cometa después del impacto?

JS: Bueno, lo que se espera ver y lo que se observa son dos cosas diferentes. Tampoco sabíamos dónde iba a estar relativamente el espectrómetro del impacto. El apuntador siempre fue un problema. Nosotros tratamos de mantenerlo en el rango inferior pero nunca se sabe, de hecho nos tomó un momento darnos cuenta donde estaba el espectrómetro. Pudimos haber estado en el rango superior del impacto y esto no hubiera sido tan espectacular.

Flechas a y b señalan las regiones planas y grandes. El lugar de impacto está indicado por la tercera flecha grande. Las flechas pequeñas resaltan el escarpado que es brillante debido al ángulo de iluminación, el cual muestra el área plana y elevada sobre el terreno extremadamente rugoso. La barra de escala representa un kilómetro y las dos flechas arriba del núcleo apuntan hacia el sol y el eje de rotación del núcleo. El norte celeste está cerca del polo de rotación. Créditos: NASA/JPL/UMd

AM: ¿Por qué ustedes querían el espectrómetro abajo del rango del impacto, en lugar de arriba del rango o en el centro?

JS: Queríamos estar abajo del rango para poder ver los cambios en el material mientras era expulsado por el impacto. Estas en el centro, será muy difícil ver los cambios; aunque nos hubiera encantado poder estar en el centro después, cuando la nave hubiera pasado el núcleo y hubiera dado la vuelta alrededor para observarlo. Pero hubiéramos necesitado una suerte increíble para que el espectrómetro pudiera haber ido sobre el sitio en ese punto, porque nos estábamos moviendo demasiado rápido y el campo de vista del espectrómetro es muy pequeño.

AM: Así que después del impacto, el espectrómetro detectó más agua y dióxido de carbono...

JS: Lo que es realmente emocionante no es que literalmente comenzara a brillar. Si usted estuviera en un cuarto oscuro, los gases calientes hubiera iluminado el cuarto; la nube de vapor estuvo fenomenal - Saturó algunos de nuestros pixeles. Pero la nube también se movía muy rápido, por lo que par ala siguiente integración, había desaparecido.

AM: ¿Cuánto dura una integración?

JS: 720 milisegundos, en ese punto. Las otras cosas eran los compuestos orgánicos. Cuando supimos que elementos orgánicos estaban siendo vaporizados y nosotros esperábamos ver cada material orgánico con un pico específico en longitud de onda, dependiendo de cuál fuera éste. Pero lo que vimos fue que cualquier cosa relacionada con hidrógeno o carbono era vaporizado, por lo que solo tuvimos un pico conglomerado. Eso significa que había varios componentes orgánicos y de diferentes tipos, pero no pudimos saber cuáles de éstos eran.

AM: ¿Están ahora trabajando tratando de separar todas esas líneas?

El núcleo del Tempel 1, el trazado del cráter momentos antes del impacto. Científicos se preguntaban si el material blanco eran rocas de hielo o alguna otra característica de la superficie no vista anteriormente en otros cometas debido a la falta de resolución de la imagen. Crédito: U.Md/NASA/JPL

JS: Yo no creo que haya una manera de separarlas. Pero si retrocedemos y usamos las observaciones hechas desde la tierra, de la coma antes y después el impacto, podemos ver características específicas y en estos momentos estamos trabajando tratando de interpretar lo que eran. La diferencia entre los 10 minutos antes y los 5 a 10 minutos después del impacto es que, tanto el agua como el dióxido de carbono subieron por factores de 10, y los elementos orgánicos se incrementaron por un factor de 20.

AM: ¿Qué tipo de elementos orgánicos fueron observados antes del impacto?

JS: Lo mejor que se puede decir es que éstos son consistentes probablemente con lo que se esperaría encontrar en una coma - metanol y formaldehído

AM: ¿Y los elementos orgánicos observados después del impacto - probablemente los mismos mas algunos otros?

JS: Hay muchas cosas que no habíamos observado antes del impacto. Los chicos del infrarrojo cercano, quienes tuvieron un espectrómetro terrestre de alta resolución, me preguntaron qué es lo que sucedía mas allá de los 3.6 micrones, por que ahí es donde tuvieron un corte. Claramente, los elementos entre los 3.7 y 4 micrones; pero nosotros no sabemos aún en qué consisten. Anteriormente, tomaba décadas encontrar cuales son estos elementos.

AM: ¿Por qué es tan difícil de determinar?

JS: Debido a que, aun en una situación normal de un comenta, se está trabajando con un medio ambiente cambiante. La interacción con el viento solar cambia la química, ocasionando que los componentes foto-disasociados se recombinen en otros elementos. Cuando se agrega a esto el evento del impacto, el cuadro se complica todavía más. Cuando golpeamos el núcleo, los componentes comenzaron a reaccionar inmediatamente unos con otros.

El cráter cometario dejado, como lo mostró una simulación digital sendereada, antes del encuentro del 4 de Julio. Créditos: Maas Digital para la NASA/JPL

Nuestra nave espacial tenía una alta resolución espacial y temporal, pero, relativamente poca resolución espectral. Los chicos en tierra tenían una muy buena resolución espectral sobre un rango limitado, pero ellos estaban observando en escalas de tiempo completamente diferentes. También estaban buscando la coma (bula), y así ellos pudieron ver más de los componentes secundarios, mientras que nosotros pudimos ver los materiales primarios. Juntando esta información es lo divertido, Si esto fuera fácil, no seria tan interesante.

AM: Así después de que junten la información de la nave y la obtenida en la estación terrena…

JS: Y juntando las escalas de tiempo…

AM: ¿Entonces ustedes podrían darse cuenta de cuales son los elementos orgánicos liberados por el impacto?

JS: Sí. Pienso que los datos de la estación terrena ya muestra clara evidencia sobre algunos elementos. Ellos vieron un cambio tremendo en el ethano, antes y después; ellos observaron mucho más ethano después. También observaron formaldehído y metanol, pero no en cambios tan grandes. Pero aun hay mucho por hacer.

Gas de la coma del cometa 9P / Tempel 1 visto desde el telescopio ESA OGS Crédito: ESA

AM: Escuche que se ha dicho que, mas que elementos orgánicos, algunas de las bandas espectrales del impacto pudieron deberse al agua caliente. Porque, supongo, el agua caliente tiene diferente banda espectral.

JS: Esa fue una identificación particular a lo que llamamos H3O+. Estas cosas son controversiales, y es por eso que decimos que son identificaciones preliminares. Pero, por otra parte, diferentes grupos terrenos han dicho “Wow, si el H3O+. está realmente aquí, tiene sentido debido a que, de otra manera, no entenderíamos lo que estamos observando”. No hay duda de que observamos un cambio dramático en el incremento de hidrocarburos orgánicos, y que estos son diferentes de lo que se vio antes del impacto.

AM: Con base en lo que pensamos que eran contenido de agua en los cometas, Yo asumiría que el agua es en lo primero que uno pensaría.

JS: Bueno, así es. Pero “agua caliente” es un término técnico. Cuando tienes una gran cantidad suficiente de agua, esta tiene que liberar el calor de alguna manera, y lo hace mediante la fluorescencia. No es caliente como el vapor del impacto que estuvo a cientos de grados. Es sólo que, si se tiene suficiente, el agua puede tomar diferentes rutas para liberar su energía, y algunas bandas, las cuales normalmente no son muy activas, pueden volverse activas. Probablemente sería mas acertado llamarlas bandas menores que bandas calientes.

Continue leyendo la segunda parte de esta entrevista.