Detectan, por primera vez, actividad molecular en el mayor cometa conocido

La historia de este gigante de hielo empezó de forma peculiar. Y es que su descubrimiento no fue fruto de una observación directa y deliberada, sino un hallazgo fortuito en el archivo de datos del Dark Energy Survey (DES), un observatorio cuya misión consiste en estudiar la expansión del Universo. En 2014, mientras los astrónomos Pedro Bernardinelli y Gary Bernstein, de la Universidad de Pensilvania, rastreaban el firmamento en busca de huellas de la energía oscura, la misteriosa fuerza que se supòne que está detrás de la expansión, sus telescopios capturaron de pasada las primeras imágenes del objeto. Pero no fue hasta siete años después, en 2021, cuando al revisar esos mismos archivos, ambos se percataron de la importancia de su descubrimiento. Las imágenes solo mostraban un punto diminuto y lejano, pero su movimiento sugería su posible naturaleza: un cometa. Y no uno cualquiera.

Cuando fue visto por primera vez, el Bernardinelli-Bernstein se encontraba a más de 20 veces la distancia entre la Tierra y el Sol (20 Unidades Astronómicas, donde una UA equivale a 150 millones de km), más allá de la órbita de Neptuno. Sin embargo, los cálculos orbitales revelaron una trayectoria que lo acercará de forma significativa, aunque sin peligro para nosotros, hasta las cercanías de la órbita de Saturno en el año 2031, desde donde emprenderá, de nuevo, su larguísimo viaje hacia los confines de nuestro sistema planetario.

Ni que decir tiene, pues, que la órbita de este mega cometa es realmente gigantesca. De hecho, se extiende hasta unas 55.000 veces la distancia Tierra-Sol (el 87 por ciento de un año luz), adentrándose profundamente en la Nube de Oort, la vasta y enorme 'esfera' de escombros, remanentes de la formación del Sol y sus mundos, a los que envuelve por completo. Hace mucho que los astrónomos saben que esta inmensa reserva de objetos helados es el hogar de numerosos cometas, vestigios prístinos de la nebulosa que dio origen al Sistema Solar hace alrededor de 4.600 millones de años. Se calcula que el viaje orbital completo del Bernardinelli-Bernstein dura millones de años. La última vez que se acercó al Sol, nuestros ancestros más lejanos apenas empezaban a poblar la Tierra.

Lo que distingue inmediatamente a Bernardinelli-Bernstein de sus congéneres es, sin duda, su gran tamaño. Las primeras estimaciones conferían al objeto unos 370 kilómetros de diámetro (casi un tamaño planetario), pero observaciones más precisas, realizadas con telescopios tan avanzados como el Hubble y el James Webb, han ajustado esta cifra a aproximadamente 140 kilómetros de ancho. Aún así, eso supone más de cien veces el tamaño de la mayoría de los cometas que conocemos, que no suelen pasar de uno o dos kilómetros de diámetro, y casi el doble que el famoso y también gigantesco cometa Hale-Bopp, que atravesó nuestros cielos en 1997 con sus 74 kilómetros de ancho. En pocas palabras, el Bernardinelli-Bernstein es un cometa realmente gigantesco.

A medida que el coloso helado se iba acercando, los astrónomos empezaron a observar una serie creciente de explosiones de actividad en su superficie, de modo que el cometa comenzó a desarrollar una enorme y envolvente 'coma', una atmósfera de gas expulsado que se extendía unos 250.000 kilómetros (unos dos tercios de la distancia entre la Tierra y la Luna). Se sabe que, al acercarse al Sol, el aumento de la temperatura hace que el hielo de los cometas se sublime, es decir, que pase directamente del estado sólido al gaseoso, sin pasar por el líquido. ¿Pero qué impulsaba esta actividad en el Bernardinelli-Bernstein a una distancia tan grande del Sol?

Ahora, y en un estudio recién publicado en 'The Astrophysical Journal Letters', un equipo internacional de investigadores dirigido por Nathan Roth, de la American University, en Washington, acaba de anunciar la primera detección concluyente de monóxido de carbono en el mega cometa. Un hallazgo de la máxima importancia, ya que ofrece valiosas pistas sobre los orígenes, la historia y el comportamiento del Bernardinelli-Bernstein a medida que se adentra en el sistema solar interior. «Queríamos comprobar -explica Roth- qué impulsa la actividad en este cometa. Está tan lejos del Sol y es tan frío que intentar explicar qué es lo que le hace 'funcionar' a esas distancias resulta difícil».

Para resolver el problema, Roth y sus colegas utilizaron el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), un poderoso radiotelescopio ubicado en Chile, para observar el cometa en el espectro de las ondas de radio durante unas ocho horas en marzo de 2024. Los resultados fueron claros: una nítida señal de monóxido de carbono brotaba, sin duda, de la superficie cometaria. Lo cual sugiere que su larga coma se alimenta, por lo menos en parte, de la sublimación del hielo de monóxido de carbono a medida que el cometa se aproxima al Sol.

El monóxido de carbono parece ser expulsado en chorros desde puntos específicos de la superficie del cometa, posiblemente como resultado del calentamiento localizado provocado por el Sol, que incide directamente sobre esas áreas. «Si estuvieras de pie en el cometa, y el Sol estuviera justo encima, -explica Roth- esta sería el área donde el Sol está calentando más la superficie y donde se origina el chorro». Lo que aún no está claro es la velocidad de rotación del cometa y tampoco si la ubicación de estos chorros cambia con el tiempo. «No sabemos si se activan diferentes chorros en diferentes momentos», añade el investigador.

La detección de monóxido de carbono resulta especialmente intrigante porque el cometa mostró signos de actividad por primera vez a más de 25 veces la distancia Tierra-Sol. Sin embargo, los modelos teóricos sugieren que el hielo de monóxido de carbono debería sublimarse a causa de los rayos solares cuando el objeto se encontraba incluso más lejos. ¿Por qué, entonces, no lo hizo? Esta discrepancia podría indicar que el cometa ya pasó antes cerca del Sol, lo que provocó la sublimación de las capas superficiales de hielo, y que su actividad actual se ha reactivado a distancias más cercanas, cuando el calor solar ha penetrado en capas más profundas de hielo.

La detección de monóxido de carbono es importante porque puede ayudar a explicar qué es lo que provoca la actividad a distancias tan grandes de nuestra estrella. Otros cometas, mucho más pequeños, también han dado señales de emisión de gas a distancias similares, lo que siempre había sido un enigma. Pero el tamaño de C/2014 UN271 lo convierte en un objeto de estudio especialmente tentador.

De hecho, el hallazgo de un cometa gigante como este podría estar sugiriendo la existencia de toda una clase de cometas 'progenitores' gigantes, hasta ahora desconocida. Estos cometas podrían haber sido los primeros objetos helados de gran tamaño que se formaron en el Sistema Solar. Objetos que, con el tiempo, se chocaron y se fragmentaron para formar cometas más pequeños. «Es posible -sugiere Roth- que los cometas pequeños sean en su mayoría fragmentos, mientras que los grandes, como UN271, nunca hayan chocado con nada». Lo cual abriría la puerta a la posibilidad de que existan más mega cometas primordiales esperando a ser descubiertos.

A medida que C/2014 UN271 se acerque más, otros hielos comunes en los cometas, como el metano y el sulfuro de hidrógeno, podrían empezar a sublimar, sumando así su propia contribución a la actividad del objeto. «A medida que lo sigamos monitorizando -afirma Roth-, podremos obtener una mejor idea de la huella química que se conserva en el interior del cometa».

La promesa de futuras revelaciones es inmensa. El recién completado Observatorio Vera C. Rubin en Chile, que comenzará un sondeo panorámico del cielo de 10 años a finales de este año, podría ser clave para encontrar más de estos gigantes. La amplia visión del cielo de Rubin también nos proporcionará más información sobre el propio C/2014 UN271, lo que podría ayudarnos a comprender mejor su extraña actividad. «Sencillamente -concluye Roth-, se trata de un objeto increíblemente emocionante». Y lo mejor, opina el científico, está aún por llegar.