Observatorio Astronómico Universidad de Nariño
OBTENCIÓN DE LA CURVA LUMINOSA y ESPECTROMETRÍA
DEL COMETA 73/P SCHWASSMANN
Alberto Quijano Vodniza, Mario Rojas Pereira, James P. López.
Universidad de Nariño – Observatorio Astronómico
Palabras Claves: Núcleo cometario, fotometría, espectrometría, curva luminosa
RESUMEN
En el presente trabajo mediante fotometría se obtuvo las curva de los fragmentos B y C, que fueron los más brillantes del cometa citado y con base a ellas los respectivos índices cometarios y magnitudes absolutas. Para el primer fragmento (cuando se acercaba al sol) el índice se calculó en 15.8 y su magnitud absoluta en 9.9. Para el segundo fragmento, el índice se estimó en 5.6 y su magnitud absoluta en 11.43. El fragmento B tuvo un comportamiento diferente a los cometas comunes debido a las múltiples explosiones que se originaron en él. El fragmento C, por razones aún desconocidas permaneció estable y su núcleo no se fracturó. Mediante estudio espectrométrico de la coma del fragmento C se observaron las siguientes líneas: 4700 (C2 (Dn = 1)), 5080 (C2 (Dn = 0)), 6426, 6683 (NH2), 6801, 7003, y 7292 angstroms. Se detectó también una de las particiones del núcleo cometario, como aparece registrado en la página SPACEWEATHER de NASA.
1. Introducción
El cometa 73P/SCHWASSMANN ofreció en el 2006 un espectáculo bastante interesante ya que su núcleo se dividió en múltiples fragmentos al acercarse al sol, y este fenómeno no es común en astronomía. Nuestro objetivo fue obtener la curva de brillantez de los fragmentos más brillantes y comparar los resultados obtenidos con cometas mas estables. También se pudo realizar espectrometría del fragmento C y desafortunadamente no tuvimos suerte con el B debido a las malas condiciones atmosféricas. Capturamos también fotografías del fragmento G y de otros, pero no hay suficientes datos para elaborar la correspondiente curva de brillantez. Los restantes fragmentos en general fueron bastante débiles y difíciles de observar. Su estudio fue realizado por los grandes telescopios, como el VLT de Chile y por los telescopios espaciales como el Hubble y el SPITZER. El estudio observacional sistemático del 73P/SCHWASSMANN se llevó a cabo desde el 29 de marzo del 2006 hasta junio 4 del mismo año. Específicamente se capturaron gran cantidad de imágenes con diferentes filtros, pero en este trabajo se emplean únicamente los datos obtenidos con filtro Clear. Para realizar fotometría se utilizó el programa MaxIm DL-Versión 4.56 y se ejecutaron mediciones para las imágenes de los dos fragmentos.
2. Descripción de la dinámica del fenómeno asociado con el núcleo cometario
En abril del 2006 las observaciones terrestres de múltiples observatorios indicaban que se tenían 20 fragmentos provenientes de la división del núcleo del cometa 73P/SCHWASSMANN.
El 7 de abril el fragmento B aumentó drásticamente su brillantez como resultado de una explosión y posible evidencia de nueva ruptura del núcleo. Se incrementó su brillantez aproximadamente 14 veces respecto a las observaciones realizadas en marzo 29, véase figura 1. El 8 de abril el fragmento B brilla como una estrella de 7 magnitud. Se puede observar desde el 12 de abril un acelerado estado de decaimiento del núcleo, fenómeno que persiste hasta abril 22. En el reporte 473 de la IAU Electronic Telegram, se indica que “The mini-comet has become elongated and no longer displays a central condensation”. [1]
Entre abril 22 y abril 30 la brillantez del fragmento B aumentó 1.85 magnitudes (5.5 veces). El 22 de abril se detectó otra partición del fragmento B y en abril 24 ya se contabilizaban 40 fragmentos. En abril 25 la página SpaceWeather de NASA publicó nuestra imagen en la cual se indica: “We can see that the 73/P-B comet has broken in two fragments. By: Alberto Quijano Vodniza”. [2]
En abril 26, a sólo a pocos días de la fragmentación última del minicometa B, otros observadores encontraron que una de las partes presentaba una explosión y su brillantez aumentó casi al doble comparada con las observaciones realizadas en abril 23.
El 27 de abril el fragmento G se rompió y produjo un enjambre de aproximadamente 15 piezas.
En abril 29 el fragmento C, el más grande, por razones desconocidas permanece intacto y se resiste a la ruptura, véase figura 2.
El 4 de mayo se han detectado ya cerca de 60 fragmentos y el 5 de mayo se observó otra explosión en el minicometa B. Por consiguiente ha aumentado su brillo cuatro veces durante la última semana y presenta una magnitud aproximada de 7.
Entre mayo 6 y mayo 9 el fragmento aumentó su brillantez en 2.65 magnitudes (11.5 veces) lo cual demuestra la actividad intensa del minicometa y esto podría indicar que al separarse los fragmentos, nuevos depósitos de hielo y polvo quedan expuestos a la luz solar y por consiguiente el brillo aumenta bastante. El 9 de mayo el minicometa B tiene una brillantez de quinta magnitud. En mayo 7 el fragmento C estuvo en el perihelio y el fragmento B el 8 de mayo.
En mayo 6 los fragmentos B y C son visibles ya con binoculares. Adicionalmente, en la página SpaceWeather se indica lo siguiente: “Pay special attention to Fragment B. It’s crumbling furiously. During the past few nights, amateur astronomers have watched the fragment splitting in two (for the second time since mid-April) and shedding debris” [3]
En la misma página, el 7 de mayo, aparece nuestra foto en la cual se afirma que el fragmento B nuevamente se ha fracturado: “ We can see that the fragment B has split into two pieces. By: Alberto Quijano Vodniza” [4]
En mayo 14 el cometa se está moviendo a gran velocidad y en SpaceWeather se publicó un video diseñado en nuestro Observatorio con gran cantidad de fotos, donde se observa precisamente esa característica: “This 15-minute movie shows fragment C in motion on may 13 th. Credit: Alberto Quijano Vodniza” [5]
En mayo 19 se observa en el fragmento C que su coma se ha distorsionado algo en la forma, pero hasta la fecha su núcleo no ha presentado ruptura alguna, y esta situación permanecerá hasta una nueva visita del cometa al sol.
A partir de mayo 15 la brillantez empezó a disminuir rápidamente y desde mayo 22 el cometa 73/P SCHWASSMANN empezó a retirarse de la tierra.
3. Fotometría
La variación de la brillantez de un cometa respecto a la distancia
Heliocéntrica y geocéntrica (medidas en unidades astronómicas) viene dada por la siguientes ecuaciones: [6]
m = 5 log(D) + m(r) (1)
m(r) = mo +2.5 n log(r) (2)
m = magnitud observada desde la Tierra
mo = magnitud absoluta (Brillantez del cometa si: r=D=1 UA
r = distancia del cometa al sol (U.A)
D = distancia del cometa a la Tierra (U.A)
n = índice de actividad cometaria
m(r) = magnitud heliocéntrica
Resultados para el Fragmento “B” – Cometa 73P/Schwassmann
(Minicometa acercándose al sol – Ver figura 3)
Índice cometario: 15.8
Magnitud Absoluta de la coma del cometa : 9.94
Correlación: 0.80488
Máximo valor de magnitud aparente: 5
Fecha de máxima brillantez: Mayo 9/2006
Magnitud = 9.94 + 5*log(delta) + 39.5*log(r) (3)
Resultados para el Fragmento “B” – Cometa 73P/Schwassmann
(Minicometa alejándose del sol – Ver figura 4 )
Índice cometario: 41.8
Magnitud Absoluta de la coma del cometa: 9.28
Correlación: 0.95248
Magnitud = 9.28 + 5*log(delta) + 104.57*log(r) (4)
Empleando la relación de Hughes David [7] para el minicometa “B” se tiene:
log ( R ) = 1.842 – 0.2 ( m10 ) (5)
log ( M ) = 20.845 – 0.6 ( m10 ) (6)
R » 1 km. M » 2 x 1012 kilogramos
Resultados para el Fragmento “C” – Cometa 73P/Schwassmann
(Minicometa acercándose al sol – Ver figura 5 )
Índice cometario: 5.6
Magnitud Absoluta de la coma del cometa : 11.43
Correlación: 0.74
Máximo valor de magnitud aparente: 5.6
Fecha de máxima brillantez: Mayo 3/2006
Magnitud = 11.43 + 5*log(delta) – 13.9 *log(r) (7)
Figura 1. Curva Luminosa del Fragmento “B”
Figura 2. Curva Luminosa del Fragmento “C”
Figura 3. Curva Heliocéntrica del Fragmento “B” – Acercándose el minicometa al sol.
Figura 4. Curva Heliocéntrica del Fragmento “B” – Alejándose el minicometa del sol.
Figura 5. Curva Heliocéntrica del Fragmento “C” – Acercándose el minicometa al sol.
4. Espectrometría
Se obtuvo el espectro del minicometa “C”. Allí se pueden distinguir las siguientes líneas: 4700 (C2 (Dn = 1)), 5080 (C2 (Dn = 0)), 6426, 6683 (NH2), 6801, 7003, y 7292 angstroms.
5. Conclusiones
1. El cometa 73/P SCHWASSMANN tuvo en general un comportamiento fuera de lo común comparado con otros cometas, ver figura 6. Su comportamiento anómalo al acercarse al sol se puede determinar en las curvas de luz y en las curvas heliocéntricas correspondientes a los fragmentos “B” y “C”. Ese comportamiento se explica por la gran cantidad de explosiones que se produjeron cuando los fragmentos se acercaba al sol. El núcleo frágil del cometa se dividió muchas veces y esto permitió que hielos nuevos se sublimen por quedar expuestos al sol.
2. El fragmento “B” fue mucho más activo que el “C” y que el resto de los minicometas. Por causa desconocida aún, el minicometa “C” no se dividió. Nuestras estimaciones indican que el fragmento “C” tiene una masa aproximadamente 20 veces más pequeña que el “B”.
3. Un análisis espectrométrico del fragmento “C” indica la presencia de las bandas de C2 (Dn = 1), C2 (Dn = 0), y NH2 y también se detectaron otras líneas que no se han identificado correspondientes a las longitudes de onda 6801, 7003, y 7292 angstroms.
6. Referencias
[1] http://www.spaceweather.com/index.cgi (April 12/2006)
[2] http://www.spaceweather.com/index.cgi (April 25/2006)
[3] http://www.spaceweather.com/index.cgi (May 06/2006)
[4] http://www.spaceweather.com/index.cgi (May 07/2006)
[5] http://www.spaceweather.com/index.cgi (May 14/2006)
[6] Krishna S,K.S. 1986 Physics of Comets. p. 11. W.S.P USA
[7] Hughes, D.W. 1987. Vistas in Astronomy. Vol. 30, p.149.
[8] Quijano Vodniza, Alberto. Obtención de la Curva Luminosa de los Cometas C/2002T7 Linear, C/2001Q4 Neat y Espectrometría de C/2001Q4 Neat. Página43. Editorial Universitaria. Universidad de Nariño. 2006.