Categoría: Artículos

Actualizado: 4 de enero de 2022.

Sobre los Grandes Cometas

El cometa C/2020 F3 NEOWISE (José J. Chambó).

Una de las pocas cosas positivas del pasado año 2020 marcado por la nefasta pandemia del CoVid-19, al menos a nivel astronómico, fue la aparición del cometa C/2020 F3 NEOWISE que llegó a ser observable a simple vista con sus colas iónica y de polvo (ver informe completo aquí).

Pese a alcanzar un brillo de magnitud 0.5 no resultó ser tan espectacular como los dos Grandes Cometas que aparecieron a finales del siglo XX: el C/1995 O1 Hale-Bopp y C/1996 B2 Hyakutake, fundamentalmente porque el NEOWISE nunca estuvo muy bien posicionado en el cielo nocturno, en su máximo estuvo inmerso en la luz crepuscular y cuando comenzó a ser observable en noche total ya había bajado de brillo hasta la magnitud 2.5.

Izquierda: el cometa Hyakutake, derecha: el cometa Hale-Bopp, (José J. Chambó).

No nos equivoquemos, estas condiciones son las más comunes para los cometas brillantes ya que cuanto más cerca del Sol más brillan, lo que implica al mismo tiempo ser observables sólo en el cielo del anochecer o amanecer. Hay excepciones como la del Hyakutake, que resultó espectacular debido a que se acercó mucho a la Tierra y además lo hizo por el lado nocturno de nuestro planeta, lo que nos brindó una condiciones inmejorables para su observación.

Pese a todo, tras una larga sequía para los observadores del hemisferio norte, el NEOWISE ha sido el cometa más brillante en los últimos 24 años, el único observado por los aficionados más jóvenes. Una pésima estadística que nos está negando uno de los espectáculos celestes más grandiosos de los que se puedan disfrutar.

Descubrimiento del cometa Leonard

Durante los primeros días de 2021 se ha anunció el descubrimiento de un nuevo cometa que podría llegar a ser observable a finales de este año a simple vista. Pero, ¿hasta qué punto se puede cumplir ese pronóstico? Veamos primero los detalles del descubrimiento:

Greg Leonard junto al telescopio de 1.5 m del Mt. Lemmon, Arizona (University of Arizona).

El día 3 de enero de 2021 el astrónomo Gregory J. Leonard informó del descubrimiento de un cometa en imágenes obtenidas mediante el telescopio reflector de 1.5 m del Sistema de Vigilancia Mt. Lemmon en Arizona (EEUU), cuando estaba en la constelación de Canes Venatici con un brillo de magnitud 19. Leonard estimó una coma condensada con un tamaño angular de 10 segundos de arco y la presencia de una cola de 5 segundos de longitud.

Durante los siguientes días diferentes observadores confirmaron su naturaleza cometaria. Analizando imágenes anteriores se confirmaron además diversas observaciones pre-descubrimiento realizadas por el Observatorio Konkoly (Hungría), los telescopios Pan-STARRS1 y Pan-STARRS2 en Hawaii (EEUU), y hasta por el propio Observatorio Mt. Lemmon nada menos que el 11 de abril de 2020, nueve meses antes de su descubrimiento, el cometa aparecía por aquel entonces con un brillo de magnitud 21.8.

Secuencia original de las cuatro imágenes del descubrimiento (Catalina Sky Survey).

El nuevo cometa recibió la denominación C/2021 A1 (Leonard), el primer cometa descubierto en 2021, y gracias a las observaciones pre-descubrimiento tan separadas en el tiempo se pudo calcular pronto una órbita bastante precisa: una órbita cuasi-parabólica en origen con una aproximación previa al interior del Sistema Solar hace unos 80.000 años en mitad del Paleolítico Medio, no se trata pues de un cometa auténticamente nuevo.

Según sus parámetros orbitales, su próximo perihelio será el 3 de enero de 2022 cuando se acercará hasta una distancia de 0.62 UA del Sol (entre las órbitas de Mercurio y Venus). Antes de ello, su máxima aproximación a la Tierra será unas semanas antes, en concreto el 12 de diciembre de 2021 cuando pasará a 0.23 UA de nuestro planeta, relativamente cerca (91 veces la distancia de la Tierra a la Luna). Aunque más destacable será su acercamiento al planeta Venus días después, el 18 de diciembre a 0.0284 UA (a sólo 4 millones de kilómetros) de este planeta.

Aproximación del cometa C/2021 A1 (Leonard) a la Tierra, el 12 de diciembre de 2021 (NASA, JPL).

Encuentro del cometa C/2021 A1 (Leonard) con Venus, el 18 de diciembre de 2021 (NASA, JPL).

Perihelio del cometa C/2021 A1 (Leonard), el 3 de enero de 2022 (NASA, JPL).

Pronóstico de brillo para el cometa Leonard

Cuando se descubre un nuevo cometa se hace un cálculo preliminar de cuál va a ser su brillo a lo largo de la aparición, esto se hace a partir de dos parámetros: magnitud absoluta m_o y tasa de actividad n.

La magnitud absoluta se obtiene a partir de las primeras mediciones de brillo obtenidas, despejando la influencia de su distancia al Sol y a la Tierra: se calcula el brillo que tendría si estuviera tanto a 1 unidad astronómica del Sol como de la Tierra. Este dato nos da una idea del tamaño del núcleo del cometa y ofrece una primera aproximación al potencial de luminosidad en su viaje por el interior del Sistema Solar. Para el cometa Leonard se obtuvo una magnitud absoluta de m_o=8.5.

Sin entrar en el detalle de fórmulas y otras consideraciones, la tasa de actividad n describe cómo aumenta su brillo al acercarse al Sol, lo que para un cometa es incierto. Por estadística se asume que será entre n=3 y n=5 para los cometas nuevos o “semi-nuevos”, adoptando el valor medio de n=4 como estándar.

Con estos dos parámetros preliminares de m_o=8.5 y n=4 se calculó a principios de año una curva de luz que pronosticaba un máximo brillo de magnitud 4 para mediados de diciembre de 2021 coincidiendo con su máxima aproximación a la Tierra. Fue entonces cuando saltó la noticia de que el cometa Leonard podría observarse a simple vista.

Pero el tiempo fue pasando y las observaciones del cometa C/2021 A1 (Leonard) realizadas desde enero y hasta principios de julio de 2021 indicaban que subía de brillo más lento de lo esperado, sólo hasta la magnitud 17. Un incremento tan pobre que al recalcular la curva de luz daba un máximo de sólo magnitud 7 para final de año, con lo que no parecía que fuera a llegar a ser observable a simple vista y se necesitaría el uso de binoculares para poder verlo.

El cometa C/2021 A1 Leonard el 8 de junio de 2021 con magnitud 16.5, coma de 0.3′ y cola de 0.8′. (José J. Chambó).

Durante julio y agosto el cometa dejó de ser temporalmente observable por baja elongación: visto desde la Tierra se encontraba angularmente cerca del Sol y por lo tanto no estaba por encima del horizonte durante la noche. Había que esperar para saber cómo estaba evolucionado el cometa.

Por fin, a partir de septiembre el cometa Leonard comenzó a ser observable de nuevo y las imágenes obtenidas reflejaban un cambio drástico en su aspecto con una coma que había aumentado de tamaño con una condensación central marcada y una cola de varios minutos de longitud en forma de V. Además su brillo se había incrementado notablemente hasta la magnitud 12.

El cometa C/2021 A1 Leonard el 5 de octubre de 2021, cuatro meses después de la imagen anterior con el mismo equipo.
Tiene en esta imagen una magnitud de 12.3, coma de 2.5′ y cola de 3′. (José J. Chambó).

La nueva curva de luz calculada con las observaciones obtenidas hasta noviembre se ajustaba a unos parámetros aproximados de m_o=7.5 y n=4.7 y con ella se preveía que el cometa alcanzaría la magnitud 3 en el máximo, y por tanto que llegaría a ser observable a simple vista.

El cometa C/2021 A1 Leonard el 11 de noviembre de 2021, en una semana había aumentado su brillo de la magnitud 10 a la 9.5 por lo que ya era observable con pequeños telescopios. La cola se había prolongado hasta los 19′ de longitud con un chorro más estrecho y marcado en dirección antisolar. (José J. Chambó).

Pero tras varios días de observaciones, parece confirmarse que hubo un cambio repentino en el cometa Leonard el 18 ó 19 de noviembre que frenó la velocidad en su incremento de brillo. Queda evidente si analizamos su evolución de brillo en magnitud heliocéntrica: despejando el incremento de brillo provocado por su acercamiento a la Tierra tenemos el brillo del cometa visto desde el Sol, si lo graficamos contra su distancia al Sol en una escala logarítmica la curva de luz se transforma en una recta en la que es fácil detectar cambios en la tendencia:

Magnitud heliocéntrica del cometa C/2021 A1 (Leonard), el 18 de noviembre la línea se quiebra

La nueva tasa de actividad obtenida con la serie de datos posterior a esa fecha es próxima a n=1, lo que significa que el cometa simplemente aumenta de brillo por estar más cerca del Sol y su actividad intrínseca prácticamente se ha detenido. Si estudiamos el tamaño real de la coma en kilómetros, vemos cómo coincidiendo con la misma fecha no sólo no crece sino que realmente es cada vez más pequeña. Sólo su rápido acercamiento a la Tierra crea la ilusión de que la coma sigue aumentando ligeramente su tamaño:

Diámetro de la coma del C/2021 A1 (Leonard) en tamaño absoluto: a partir del 18 de noviembre cada vez más pequeña

Pese a ello el cometa se ha podido observar bien a través de binoculares hasta el día 9 de diciembre. También a través de fotografía se ha podido registrar su achatada coma intensamente verde de casi 20′ de tamaño angular y su larga cola de varios grados de longitud.

El cometa Leonard el 6 de diciembre de 2021. Tenía aquí un brillo medido en magnitud 6.3 con una coma de 18′ de tamaño angular mientras que su cola se salía del campo con más de 1 grado de longitud. (José J. Chambó).

Después de su máxima aproximación a la Tierra el día 12, y cuando todo hacía parecer que el cometa Leonard iba a comenzar a bajar de brillo sin haber llegado a ser observable a simple vista, el día 14 diferentes observadores pudieron registrar fotográficamente, ya en el cielo del anochecer, que el cometa había aumentado su brillo inesperadamente hasta cerca de la magnitud 2.5.

El cometa Leonard en el crepúsculo del 14 de diciembre de 2021. A pesar de estar muy bajo y con todavía bastante luz del día, se puede ver su coma con un brillo aproximado de magnitud 2.5. Obtenida desde Soria (España) por Fernando Cabrerizo*

En principio se manejaron dos hipótesis: un estallido de actividad (outburst) fruto de una repentina emisión de materiales desde su núcleo, o el efecto de de la dispersión frontal (forward-scattering), fenómeno sucede cuando el cometa se encuentra entre el Sol y la Tierra en un ángulo de fase superior a 90° y entonces la luz del Sol es reflejada y dispersada hacia adelante (hacia nosotros) por las partículas de polvo y hielo del cometa, pudiendo como consecuencia aumentar el brillo aparente del cometa de 1 a 3 magnitudes.

Aunque la fecha coincidió con el máximo efecto esperado para la dispersión frontal, finalmente dado el comportamiento de luminosidad del cometa parece ser que la máxima contribución para el incremento de brillo ha sido el estallido de actividad.

Curva de luz del cometa C/2021 A1 Leonard actualizada (COBS, José J. Chambó).

Tras el estallido de actividad que incrementó su brillo desde la magnitud 5 hasta la 2.5 haciéndolo observable a simple vista, aunque con dificultad debido a su reducida elongación, durante la segunda quincena del mes el cometa fue ganando altura sobre el horizonte, sobre todo desde el hemisferio sur, dejando obtener imágenes cada vez más espectaculares de su cola iónica con detalles de chorros, nudos y desconexiones tal como se puede ver en la fotografía adjunta obtenida desde Namibia por Lukas Demetz y procesada por Michael Jager.

Imagen del cometa C/2021 A1 (Leonard) , tomada el 25 de diciembre de 2021, desde Hakos (Namibia). Foto: Michael Jager y Lukas Demetz*

Después del estallido el cometa redujo su brillo hasta la magnitud 4. Un segundo estallido tuvo lugar el 20 de diciembre que lo hizo volver a brillar en magnitud 2.5 y de nuevo reducir su brillo hasta magnitud 4. Un tercer estallido el día 24 de diciembre elevó su brillo hasta la magnitud 3 (durante el que se obtuvo la imagen adjunta). Después, en los últimos días de diciembre el Leonard fue reduciendo su brillo lentamente hasta la magnitud 4.5.

Curva de Luz del cometa C/2021 A1 (Leonard) durante los tres estallidos de actividad en diciembre de 2021

En imágenes panorámicas de gran campo se ha podido registrar una larguísima cola iónica con una longitud de hasta 60 grados, tal como atestigua la fotografía adjunta de Daniele Gasparri.

Cola iónica del cometa C/2021 A1 (Leonard), el 29 de diciembre de 2021 desde Atacama por Danielle Gasparri

Condiciones de observación del cometa Leonard

Los cometas no tienen toda su luminosidad concentrada en un punto como las estrellas, son objetos difusos y su luminosidad está repartida en todo la superficie visible del cometa. Es por ello que no podemos hacer una analogía con el brillo de las estrellas: un cometa de magnitud 5 no será observable a simple vista ni desde un cielo oscuro; yo diría que a partir de magnitud 4 es cuando un cometa será observable a simple vista.

Además de su brillo también es muy importante su altura sobre el horizonte. Los cometas aumentan de brillo tal como se acercan al Sol y su máxima luminosidad suele ser cuando están tan cerca del Sol que inevitablemente sólo los podemos observar antes de amanecer o después de anochecer, a veces sólo durante unos minutos en el crepúsculo cuando todavía hay luz del día y por tanto menos contrastados.

Otro dato importante es saber cuándo estará el cometa sobre el horizonte según la latitud de observación. Como ocurre con el resto del cielo nocturno, hay constelaciones, estrellas y objetos que no son observables según nuestra latitud, y con un cometa no es distinto. Según su posición sobre la esfera celeste puede ser visible para nosotros o no; por suerte los cometas se mueven respecto al fondo celeste y pueden ser observados desde diferentes latitudes según van trazando su trayectoria a lo largo de los días.

La observabilidad de un cometa desde las diferentes latitudes de nuestro planeta está en función de la inclinación de la órbita del cometa respecto a la eclíptica (el plano del Sistema Solar). Excepto los cometas periódicos que tienen muy poca inclinación y por tanto suelen ser observables desde ambos hemisferios, los cometas nuevos pueden tener cualquier inclinación. En caso de fuertes inclinaciones la visibilidad de un cometa se puede ver bastante comprometida para alguno de los hemisferios de nuestro planeta, llegando a ser hasta casi inobservable en toda la aparición.

Brillo y altura máxima sobre el horizonte nocturno del cometa Leonard desde 40°N, hemisferio norte
(Órbitas, Julio Castellano)

Brillo y altura sobre el horizonte nocturno del cometa Leonard desde 30°S, hemisferio sur
(Órbitas, Julio Castellano)

Volviendo al caso que nos trae, el cometa C/2021 A1 (Leonard) tiene una inclinación orbital de 133 grados según la cual los observadores del hemisferio norte se verán favorecidos. Todo el proceso de aproximación sólo será observable desde latitudes boreales. Sólo a partir del máximo acercamiento a la Tierra a mediados de diciembre comenzará a ser observable desde el hemisferio sur.

Visibilidad del cometa Leonard desde el hemisferio norte

Enero

Sólo desde latitudes inferiores a 30°N:

Tras el perihelio del día 3 de enero, el Leonard prácticamente se detendrá en el límite entre las constelaciones del Pez Austral y la Grulla, aunque el avance del día hará que cada vez esté a más baja altura en el cielo del anochecer hacia el suroeste, hasta perderse de nuevo en la luz crepuscular a mediados de mes. El cometa no volverá a ser observable desde latitudes boreales hasta abril de 2022, cuando ya será más débil que la magnitud 12.

Visibilidad del cometa Leonard desde el hemisferio sur

Enero

Observable con prismáticos desde cielos oscuros a principios de enero de 2022 coincidiendo con su perihelio que será el día 3 situado entre las constelaciones del Pez Austral y la Grulla, donde se quedará casi parado. Aunque el avance del día hará que el cometa siga bajando su altura sobre el horizonte suroeste en el inicio de la noche oscura, pero todavía observable.

Cada vez más bajo hacia el suroeste dejará de ser observable a finales de enero, cuando habrá perdido brillo y se probablemente se requerirá de un telescopio para su visión.

Febrero

Volverá a ser observable desde el hemisferio sur a finales de febrero de 2022, esta vez antes del amanecer a muy baja altura hacia el sureste y casi inmóvil sobre la constelación del Microscopio. El cometa ya estará entonces muy débil y seguirá siendo observable sólo mediante telescopios.

Conclusión

Después del prometedor descubrimiento del cometa C/2021 A1 (Leonard) a principios de 2021, su estancamiento de brillo nos hizo perder la esperanza de poder ver de nuevo un cometa a simple vista este año. Pero después de agosto el cometa se reactivó, aumentando rápido de brillo y volviendo a hacer posible un final de año con un cometa aun si cabe más brillante de lo previsto.

Comportándose con la imprevisibilidad propia de estos objetos, el 18 de noviembre se produjo una detención en su actividad que provocó que sólo alcanzara la magnitud 5 en su máximo acercamiento a la Tierra el 12 de diciembre, necesitándose al menos de unos binoculares para poder verlo. Pero el día 14 de diciembre de nuevo nos volvió a sorprender con tres estallidos de actividad que incrementaron su brillo hasta magnitud 2.5.

Aunque no tan brillante como fue el cometa C/2020 F3 (NEOWISE) en 2020, finalmente el cometa Leonard ha sido observable a simple vista desde el hemisferio sur dejándonos impresionantes imágenes en el cielo del anochecer.

El cometa se alejará en enero de 2022 perdiendo brillo y altura sobre el horizonte, pero te recomiendo que visites periódicamente mi página web donde además de seguir los reportes de evolución, podrás tener acceso al pronóstico y condiciones de visibilidad detalladas, cartas celestes visuales e imprimibles en PDF para poder localizar cometas, efemérides y nuevos contenidos exclusivos, todo ello sólo por suscribirte y apoyar mi proyecto de Cometografía.

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