Durante los primeros años del planeta Tierra, cuando nuestro mundo aún se estaba formando, los cometas helados eran fuentes esenciales de carbono que pueden haber iniciado la vida, afirma un nuevo estudio.
Los astrónomos de la Universidad de Minnesota utilizaron observaciones infrarrojas del cometa Catalina cuando se aventuró al sistema solar interior en 2016 en un intento por comprender mejor la composición de estos visitantes helados y su papel en el desarrollo del planeta Tierra.
El equipo pudo detectar cantidades significativas de carbono, una sustancia química esencial para la vida tal como la conocemos, dentro de la cola del cometa.
Los planetas rocosos probablemente estaban demasiado calientes en sus primeros días para atrapar suficiente carbono para que comenzara la vida, por lo que tuvieron que obtener los componentes básicos de la vida de algún lugar.
«Los cometas ricos en carbono podrían haber sido una fuente importante de este elemento esencial que dio lugar a la vida tal como la conocemos», dice el autor del estudio Charles Woodward.
Esta ilustración de un cometa de la Nube de Oort a su paso por el sistema solar interior con polvo y gas que se evaporan en su cola muestra cómo estos visitantes helados pueden haber entregado carbono a mundos rocosos tempranos y calientes como la Tierra.
El cometa Catalina, rico en carbono, se descubrió por primera vez en 2013 en su último y primer viaje a través del sistema solar interior.
A principios de 2016, el cometa Catalina entró en el sistema solar interior desde la nube de Oort, una región en el borde mismo del sistema solar donde nacen los cometas.
Se hizo visible brevemente para los observadores de estrellas en la Tierra antes de que pasara junto al sol para desaparecer para siempre fuera del sistema solar y en el espacio interestelar.
Entre los muchos observatorios que capturaron una vista de este cometa, que apareció cerca de la Osa Mayor, se encontraba el Observatorio Estratosférico de Astronomía Infrarroja (SOFIA), el telescopio de la NASA en un avión.
Usando uno de sus instrumentos infrarrojos únicos, SOFIA pudo identificar una huella digital familiar dentro del resplandor polvoriento de la cola del cometa: el carbono.
Este descubrimiento está ayudando a los científicos planetarios a explicar más sobre los orígenes de la vida en la Tierra, ya que ‘se está convirtiendo en cometas evidentes como Catalina podría haber sido una fuente esencial de carbono’ durante la formación temprana del sistema solar, explicó el equipo.
Utilizando los nuevos resultados de SOFIA, que es un proyecto conjunto de la NASA y el Centro Aeroespacial Alemán, el equipo de EE. UU. Pudo comprender mejor el impacto que estos cometas pudieron haber tenido hace miles de millones de años cuando comenzaron a formarse planetas como la Tierra y Marte.
El cometa Catalina y otros de su tipo tienen órbitas tan largas que llegan a nuestra puerta celeste relativamente inalterados.
Esto los congela efectivamente en el tiempo, con la misma materia que se encontró en los primeros días del sistema solar, cuando los planetas comenzaban a formarse en el mundo que son hoy.
Esta ‘cápsula del tiempo’ ofrece a los investigadores oportunidades excepcionales para aprender sobre el sistema solar primitivo del que provienen y cómo se pudo haber formado nuestro propio planeta.
La NASA pudo observar al visitante helado usando cámaras infrarrojas, lo que permitió a los astrónomos obtener una imagen más clara de su composición, encontrando una cola rica en carbono.
Las observaciones infrarrojas de SOFIA pudieron capturar la composición del polvo y el gas a medida que se evaporaba del cometa, formando su cola.
Las observaciones mostraron que el cometa Catalina es rico en carbono, lo que sugiere que se formó en las regiones exteriores del sistema solar primordial, que contenía un depósito de carbono que podría haber sido importante para sembrar vida en la Tierra, Marte y Venus.
Si bien el carbono es un ingrediente clave de la vida, no puede sobrevivir con el tiempo en un mundo muy caluroso.
La Tierra primitiva y otros planetas terrestres del sistema solar interior estaban tan calientes durante su formación que elementos como el carbono se perdieron o agotaron.
Las observaciones infrarrojas del cometa ayudaron a los investigadores a ver que era rico en carbono, lo que les permitió teorizar que estos cometas ayudaron a sembrar la Tierra temprana, cálida y rocosa.
El cometa Catalina fue visible a través de pequeños telescopios o binoculares el 1 de enero de 2016 cuando se acercó más a la Tierra en su camino hacia el espacio interestelar.
Si bien los gigantes gaseosos más fríos como Júpiter y Neptuno podrían soportar carbono en el sistema solar exterior, el tamaño enorme de Júpiter puede haber bloqueado gravitacionalmente que el carbono se vuelva a mezclar con el sistema solar interior.
Esto llevó al equipo de EE. UU. A investigar cómo los planetas rocosos interiores evolucionaron hacia los mundos ricos en carbono que son hoy mediante el examen de los datos provenientes del cometa.
Los investigadores creen que un ligero cambio en la órbita de Júpiter permitió que los pequeños precursores tempranos de los cometas mezclaran el carbono de las regiones externas con las regiones internas, donde se incorporó a planetas como la Tierra y Marte.
Los cometas provenían de los bordes exteriores del sistema solar, ricos en carbono, fueron arrancados de su amplia órbita por la fuerza gravitacional masiva de Júpiter y empujados hacia los mundos rocosos internos más cercanos al sol.
La composición rica en carbono del cometa Catalina ayuda a explicar cómo los planetas que se formaron en las regiones cálidas y pobres en carbono del sistema solar temprano evolucionaron hacia planetas con el elemento que sustenta la vida, dijeron los autores del estudio.
«Todos los mundos terrestres están sujetos a impactos de cometas y otros cuerpos pequeños, que transportan carbono y otros elementos», agregó Woodward.
«Nos estamos acercando a comprender exactamente cómo estos impactos en los primeros planetas pueden haber catalizado la vida».
Se necesitan observaciones de nuevos cometas adicionales para saber si hay muchos otros cometas ricos en carbono en la Nube de Oort, lo que respaldaría aún más que los cometas entregaron carbono y otros elementos que sustentan la vida a los planetas terrestres.
Como el observatorio aéreo más grande del mundo, la movilidad de SOFIA le permite observar rápidamente los cometas recién descubiertos a medida que atraviesan el sistema solar.
Los hallazgos de este estudio se han publicado en la Revista de ciencia planetaria.
