6 Tipos De Polvo Cósmico Por Su Localización Y Su Origen

El espacio universal, está repleto de sustancias y fenómenos innumerables, hermosos e interesantes. Algunos muy grandes y otros muy pequeños. Sin embargo, los tamaños de los astros no limitan que el Universo siga siendo cada vez más interesante y el Polvo Cósmico no se queda atrás de tal relevancia astronómica. Por tal razón, aquí se explica en detalle todo lo que refiere a este objeto que está ubicado en la amplitud del espacio.

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El polvo cósmico se trata de ese polvo que se ubica en lo ancho y lo profundo del espacio. Está compuesto principalmente por partículas que son menores de 100µm. Tiene además, un límite de unos 100 micrómetros que se da como consecuencia de lo que son las definiciones propuestas de meteoroide. Este último cuerpo, el meteoroide, se trata de aquel objeto que supera el tamaño dicho con anterioridad y que llega a alcanzar además hasta los 50m.

Sin embargo, estos límites anteriormente mencionados en realidad no son estrictos para su clasificación. El polvo cósmico por su parte, llena todo el cosmos. Esto lleva incluido a nuestro Sistema Solar, aunque su densidad es muy tenue (entendiendo aquí densidad como el número de partículas por metros cúbicos), siendo más denso si es polvo cometario o de disco circumplanetario y menos denso si es polvo interestelar o intergaláctico.

Por supuesto, para entender esto último es indispensable describir cada una de sus clasificaciones. La razón de esto es que el polvo cósmico en el espacio, no se ubica de una sola manera, sino que la hay de distintas formas en lo que puede ser observado hasta ahora. No se sabe con certeza, lo que existe más allá del Universo Observable (la parte del Universo que se puede ver desde la Tierra), por esta razón se va a mencionar lo que se ha estudiado en lo que hasta ahora es conocido.

Tipos de Polvo Cósmico

A nivel espacial, el polvo cósmico resulta ser una sustancia que no está ubicada en un lugar específico, sino que se encuentra dispersa a través de todo el universo. Además de esto, consiste en pequeñas cantidades agregadas de material y esta misma tiene una composición que varía sustancialmente en función de conocer en qué condiciones se formó el polvo cósmico. Este objeto espacial se encuentra formado por partículas sólidas de hielos y piedras, incluso parte del polvo está constituido por cadenas de silicio.

Además, el polvo cósmico se distribuye en nubes, esto es lo que impide ver las estrellas que están por detrás. Por otra parte, el polvo juega un papel crucial en la formación de las mismas estrellas y hasta de los planetas. Mientras que el Sistema Solar todavía contiene una gran cantidad de polvo cósmico que “sobró” en la época de formación de los planetas, además del que se desprende continuamente de los cometas cuando se acercan al Sol.

El polvo cósmico resulta ser uno de los factores responsables de la larga cola o cabellera que muestran los cometas. Aunque en realidad, no siempre ha sido interesante investigar sobre este objeto espacial por la misma razón obstructiva antes mencionada.

Cola Del Cometa Hyakutake

Una vez descubierto el polvo cósmico, los inicios de este no eran muy agradables para los estudiosos. La razón de esto, es que se pensaba que el polvo cósmico, también llamado polvo astronómico, era una molestia que obstruía el estudio detallado de las estrellas, planetas y demás cuerpos celestes. Sin embargo, en la actualidad se conocen algunas propiedades que resultan ser bastante interesantes y que provienen precisamente del polvo cósmico, gracias a lo cual se llegó a comprender mejor cuál es su función e importancia para la astronomía.

Ha sido tan fundamental la investigación del mismo, que los investigadores dieron un giro y pasaron de mirarlo como una obstrucción, a ser un blanco objeto de estudios. En los que se ha logrado determinar que el Polvo Cósmico puede clasificarse tanto por su localización astronómica, como también por su origen. Entre lo que se ha plasmado entonces una diferencia entre distintos tipos de polvo cósmico.

Primera Clasificación: Polvo intergaláctico

Este tipo de polvo cósmico es el que está situado entre las galaxias, que puede formar parte de nubes de polvo intergaláctico. A este tipo de polvo cósmico le han venido realizando distintas investigaciones, desde hace más de veinte años. Entre estos estudios, se han utilizado diversos objetos que han sido grandes colaboradores para la obtención de los datos más recientes sobre este tipo de polvo cósmico.

En el año 1997, fue el telescopio espacial de infrarrojo Iso, perteneciente a la Agencia Europea del Espacio (ESA), el que detectó por primera vez el polvo en el espacio intergaláctico. Durante este acontecimiento, los astrónomos alemanes y finlandeses lograron descubrir concentraciones de polvo en la constelación de Coma Berenices, donde más de 500 galaxias forman el cúmulo de Coma.

Antes de este descubrimiento, se consideraba que en el espacio intergaláctico habría sólo tenues trazas de gas; exceptuando a las concentraciones de estrellas, gas y polvo que forman las galaxias. Hoy en día este tipo de polvo cósmico es el que resulta más molesto a la hora de estudiar las formas, colores y demás componentes de las diferentes galaxias. Sin embargo, dicha molestia se compensa con el estudio de los componentes del polvo.

Resulta interesante estudiar al polvo intergaláctico, ya que resulta de sustancias espaciales. Sabemos bien, que nuestro Universo está repleto de compuestos químicos variables y creadores de astros u objetos que abundan. Sin embargo, no es posible conocerlo todo y es porque como seres humanos, no hay posibilidad de conocer todo el espacio universal, por lo que es indispensable estudiar todo lo conocido y alcanzado por los equipos lanzados desde la Tierra.

Segunda clasificación: Polvo interestelar

En este caso, se trata de un polvo cósmico que se diferencia de los demás también por su ubicación. El polvo interestelar, es aquel que se sitúa específicamente entre las estrellas, como el polvo de las nebulosas o el de los cúmulos abiertos como el de las Pléyades. El polvo interestelar es la “materia prima” que presuntamente colabora con la formación de los planetas y además, con su detección indirecta con telescopios y radiotelescopios.

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El polvo interestelar es sumamente fundamental para poder entender de qué están hechos y cómo nacen, viven y mueren esos objetos celestes, conforme a lo indicado a través de estudios realizados por astrónomos. Los investigadores también indican que precisamente esas son las partículas de baja densidad que ocupan todo el cosmos y el Sistema Solar. Por otra parte, el universo está formado en un 70% de hidrógeno y 28% de helio; el porcentaje restante consta de elementos pesados como carbono, oxígeno, nitrógeno, hierro y silicio.

El restante es un dos por ciento en el que se afirma que la mitad es de polvo interestelar, que está constituido de granos sólidos de una micra. La micra es la unidad que equivale a la milésima parte de un milímetro. Esto implica que el polvo interestelar es mucho más pequeño que el polvo de la Tierra, se podría decir que parece humo. Sin embargo, para la astronomía esto tiene su ventaja y es que absorbe la luz de forma eficiente. Esto resulta ser un fenómeno que ayuda a captar los componentes planetarios con telescopio.

Polvo Interestelar

Cuando estas partículas logran agruparse, es cuando evidentemente aumentan de volumen y forman discos alrededor de las estrellas jóvenes. De esta manera es que se producen granos que orbitan y chocan entre sí, según confirman los astrónomos. De hecho, en algunas ocasiones se forman cúmulos más grandes que crecen progresivamente hasta formar “planetesimales” y asteroides del orden de un kilómetro que colisionan para formar planetas, con estructuras que pueden ir de uno a 10,000 kilómetros.

Investigación detallada

Con la ayuda del telescopio espacial Hubble de la NASA, se realizaron estudios a un objeto celeste llamado Herbig-Haro 30 (HH30). Se trata de una nebulosa de vida corta que está asociada a la formación de estrellas y que está ubicada en la Constelación del Toro, a 500años luz de la Tierra. Conforme a esta investigación, se hicieron comparaciones con los datos de la astronomía observacional junto a modelos de computadora con los que reconstruye la formación planetaria.

Como resultado se indicó que aún no se halla un lugar como la Tierra. Es decir, que las exploraciones indican que no existe de forma confirmada un lugar que sea habitable por estar en un rango de temperaturas que van del cero a los 100 grados Celsius. Por otra parte, entre los más de 200 exoplanetas descubiertos, los astrónomos tienen en la mira a algunos que están en este rango y en los cuales posiblemente podrían albergar vida si tienen agua líquida.

Además de esto, las investigaciones han detallado un estimado en cuanto a la luminosidad que hay en el espacio universal. En este sentido se puede afirmar de forma específica que las nebulosas o cúmulos de polvo cósmico interestelar son las responsables de reflejar al menos el 30% de la luminosidad total de la galaxia. Un gran descubrimiento, ya que la amplia gama de galaxias siempre es de interés para cualquier persona y, por supuesto para los científicos.

Este importante hallazgo, detalla en gran cantidad que es el polvo interestelar quien produce el brillo en las galaxias. Por supuesto, no se le da el protagonismo total de tal fenómeno, pero sí un 30% de los créditos, lo que significa que tiene casi la mitad de la influencia lumínica de las mismas.

Tercera clasificación: Polvo interplanetario

Lo que se puede decir con respecto a este tipo de polvo cósmico, llamado polvo interplanetario, es que se encuentra situado orbitando al Sol entre los planetas. De hecho, su origen es muy similar al de los meteoroides, eyectado por colisiones entre cuerpos del Sistema Solar o restos de su formación. También está constituido por el polvo cometario.

Por otra parte el polvo interplanetario además está compuesto por partículas de hasta 100mm. Es a partir de ese tamaño donde se pueden obtener los Meteoroides y objetos más grandes, por lo tanto se trata de partículas que son muy pequeñas. El polvo interplanetario es una variante del polvo cósmico, se le llama interplanetario ya que está comprendido entre el Sol y los planetas.

El polvo interplanetario proviene del mismo tipo de colisiones por las cuales se formaron los satélites y meteoritos del Sistema Solar. Es un polvo que ha sido eyectado por colisiones de cuerpos o eyectados por cometas, también es parte de los restos de la formación del Sistema Solar. Además de esto el polvo interplanetario en cierto modo puede ser visualizado desde la Tierra, si la noche es muy oscura.

Esto implica que el mismo con gran estabilidad se puede ver específicamente lo que se denomina luz zodiacal. Lleva este nombre ya que puede ser observada una tenue luz en el plano de la eclíptica en el amanecer o al anochecer. Se trata del reflejo de la luz del Sol de parte del polvo interplanetario en las cercanías del Sol. Nuestro planeta Tierra en su movimiento alrededor del Sol, captura miles de toneladas de este polvo diariamente (aproximadamente 2900 al día).

Captura de polvo interplanetario

Como bien se ha mencionado, mientras la Tierra gira en torno al Sol, va recopilando cierta cantidad de polvo interplanetario. Se dice que al día se capturan 2900 toneladas de este  polvo al día. Y según lo que se calcula a ese ritmo de captura, si no se destruyera este polvo, en la Tierra existiría una gran capa de aproximadamente un metro de altura de polvo de color oscuro, que es el polvo interplanetario.

Dicho polvo, tiene una dinámica en el sistema solar y en ella actúan diferentes fuerzas, como es el caso de la presión de radiación. Se trata de una fuerza que empuja al polvo interplanetario, frenándolo y a la vez, tratando de movilizarlo hacia la parte de afuera del sistema solar, convirtiéndose en entonces en un vector de poynting.

Esto significa que el mismo polvo interplanetario resulta afectado por lo intenso de la onda electromagnética que proviene del Sol. Esta presión es muy débil, sin embargo se aprecia mucho en las colas cometarias al acercarse al Sol.

Precisamente por lo ya explicado, surge la necesidad de señalar lo que es el efecto Poyting-Robertson, se trata de la interacción que surge en el polvo interplanetario con la luz solar. Esta es la que genera una fuerza que lo hace frenar de forma más débil que la que genera la presión de radiación. Son embargo, es fundamental ya que disipa energía, lo que produce que la partícula caiga de forma lenta en órbitas, tomando forma de espiral hacia el Sol.

Lo más relevante que se puede explicar de este efecto, es que para las partículas muy pequeñas resulta ser muy importante. No obstante, cuando ya se trata de cuerpos de masa que están lo suficientemente cercanas al metro, ya no resulta ser apreciable.

Por último, es importante resaltar un efecto relevante entre las fuerzas que hay en el polvo interplanetario. Se trata de la presencia de lo que es el campo magnético interplanetario. Este es el que origina o hace nacer una fuerza que tiende a aumentar la inclinación orbital del polvo.

Composición del polvo interplanetario

Entre todo lo mencionado, es fundamental destacar que cuando se habla de la disposición del polvo en el sistema solar, resulta ser de una mayor concentración entre el planeta Marte y el Sol, siendo de una forma lenticular aplastada, con su plano de simetría principal que coincide con el plano invariable del sistema solar, también llamado plano máximo de Aries o Laplace.

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Por otra parte, aun no se sabe con certeza cómo está compuesto el polvo interplanetario. Para saberlo, se han utilizado diversos métodos, como aviones e incluso globos sonda a gran altura para capturar polvo interplanetario, de esta manera buscar en los fondos marinos en busca de material parecido a los meteoritos. Esto es lo que se denomina esférulas cósmicas. Estas esférulas tienen un color oscuro y se componen por una mezcla de silicatos y compuestos de carbono.

Polvo Interplanetario

Por otra parte, las composiciones típicas del polvo interplanetario recogido en Tierra es muy semejante a las contritas carbonaceas. Es un polvo que se adhiere a la Tierra y que llega al suelo por condensación en gotas de agua, copos de nieve o granizo. Esto se debe a que el vapor de agua utiliza el polvo como núcleos de condensación. La zona en donde se acumula mucho polvo interplanetario en nuestro planeta, es en los casquetes polares, siendo esta una autentica reserva natural de los mismos.

Cuarta clasificación: Polvo de disco circunestelar

Este tipo de polvo cósmico es propio de las estrellas jóvenes en las que todavía no se han formado los exoplanetas. En este sentido, es fundamental describir lo que es el disco circunestelar y este resulta ser una estructura material con forma de anillo o toro que está situada en torno a una estrella. El disco circunestelar se constituye principalmente por gas, polvo, y objetos rocosos o de hielo que se denominan planetesimales.

Por otra parte, estos discos circunestelares se pueden originar mientras ocurre la fase de formación de una estrella. Es entonces, cuando a raíz de la misma nube de gas y polvo de que se forma ésta (también llamados discos protoplanetarios), y aunque la mayor parte del material es posteriormente acretado por la estrella, arrojado por el viento estelar, o capturado en forma de planetas, una cantidad residual puede sobrevivir en forma de cinturón de asteroides o cinturón de Kuiper.

Además de esto se puede originar un disco circunestelar cuando ocurre la colisión de dos planetas o también llamado planetesimales, que es el disco de escombros. Incluso se puede originar también durante el proceso de captura del gas que procede de la atmósfera superior de una estrella compañera en caso de estrellas binarias cerradas, que es el disco de acrecimiento.

El primer disco circunestelar que se ha detectado alrededor de una estrella que es similar al Sol, se observó en el año 2004 cuando un equipo de astrofísicos descubrió un disco circunestelar de escombros que estaba alrededor de la estrella HD 107146.

Quinta clasificación: Polvo de disco circumplanetario

Un ejemplo de este tipo de polvo cósmico es el de los anillos planetarios de Saturno o Urano. Para entender más sobre esto, es necesario explicar lo que es un anillo planetario que es un anillo de polvo e incluye también, por supuesto, otras partículas que son muy pequeñas y que giran alrededor de un planeta. Los más espectaculares y conocidos desde la época telescópica son los anillos de Saturno. Hace mucho tiempo se pensó que Saturno era el único planeta con anillos y su singularidad era un problema.

Por otra parte, a partir del año 1977 se descubrieron los anillos de Urano. Sin embargo, ya en este tiempo tan avanzado en tecnologías, se han permitido los acercamientos a otros planetas y por esta razón, hoy en día se sabe que los cuatro planetas gigantes del Sistema Solar y un centauro poseen sus propios sistemas de anillos. Es decir, los planetas Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y el centauro Cariclo.

A estos acercamientos tecnológicos, los investigadores han logrado determinar que Júpiter tiene un sistema de anillos y Urano nueve anillos discretos, al menos. El acercamiento de la Voyager a Neptuno en 1989 fue lo que permitió comprobar que los anillos son extendidos entre los planetas gaseosos gigantes del Sistema Solar exterior. Los anillos de Neptuno eran muy raros, ya que parecían compuestos de arcos incompletos, sin embargo las imágenes del Voyager fueron las que mostraron anillos completos aunque con trozos de distinta luminosidad que hacía que desde la Tierra sólo se observaran los arcos más luminosos.

Se estima que la influencia gravitatoria de la luna pastora Galatea y posiblemente algunas otras lunas pastoras no descubiertas, son las responsables de estos grumos en los anillos. Por otra parte, la forma en cómo se compone y el tamaño de las partículas del anillo varía; puede tratarse de silicato o incluso de polvo helado ubicado exclusivamente en cuatro de los planetas gigantes, y hielo de agua en el caso de Saturno. Por otra parte, los tamaños varían desde el tamaño de micrómetros al de piedras del tamaño de decenas de metros.

Particularidad de los planetas

Una particularidad de los planetas en el que se encuentra el polvo de disco circumplanetario, es que a veces los anillos de los mismos tienen lunas pastoras. Se tratan de unas lunas que son muy pequeñas y que giran en los bordes exteriores de anillos o incluso dentro de los huecos en los anillos, siendo responsables de las divisiones. El tamaño de una luna pastora, oscila entre el kilómetro y las decenas de kilómetros.

Los sorprendentes satélites antes mencionados se encuentran dentro del sistema de anillos del planeta y además están dentro del límite de Roche de Júpiter. Una luna dentro del límite de Roche únicamente puede permanecer unida, si es que la cohesión en ella supera la distinta fuerza de gravedad en dos partes distintas del satélite, en consecuencia a esto tiene que ser compacto y pequeño. La gravedad de los satélites pastores tiene como función mantener el borde exterior del anillo muy delimitado.

No sé conoce aun, cómo fueron producidos los anillos planetarios. Es decir, que su origen se desconoce sin embargo se estima que son inestables y desaparecen en unos centenares de millones de años. Como consecuencia a esto, los sistemas del anillo actuales deben tener un origen moderno que posiblemente sea formado de los desechos de otro satélite natural que previamente sufrió un impacto grande o de materia primigenia.

Anillos Planetarios

Aparentemente, se piensa además que el lugar del posible impacto que produjo el anillo planetario, era más cerca del planeta que el límite de Roche. Por esta razón, no se pudieron agregar para formar un satélite o incluso se estima que pudo producir un rompimiento debido a la gravedad del planeta cuando pasó dentro del límite de Roche.

Sexta clasificación: Polvo cometario

Este tipo de polvo cósmico, es liberado del cometa por el viento solar. Es lo que puede producir meteoros si entra en la atmósfera de la Tierra e incluso lluvia de meteoros, cuando se da en grandes cantidades. Específicamente el polvo cometario, se trata del polvo cósmico proveniente de un cometa. Originándose, entonces por el viento solar que libera partículas de polvo del cometa al espacio cuando el cometa se encuentra en las cercanías del Sol.

Un dato relevante sobre el polvo cometario, es que este material puede dar información interesante sobre lo que es el origen y la formación del cometa. Por otra parte, si este polvo ha sido liberado por el cometa en una zona cercana a la órbita de la Tierra, puede entrar en la atmósfera terrestre dando lugar al fenómeno de los meteoros. Incluso si las concentraciones de polvo son muy grandes, puede llegar a dar lugar a una lluvia de estrellas.

Este fenómeno antes mencionado sucederá cada vez que la Tierra pase por la zona en la que el polvo cometario fue liberado por el cometa hasta que la Tierra acabe por atraer todo el polvo cometario que fue dejado por el cometa al pasar. Un ejemplo de esto es el polvo cometario que fue proveniente de los restos liberados por el cometa 1P/Halley, lo que produjo dos lluvias de estrellas, la de las Oriónidas, en octubre, y la de las Eta Acuáridas, en mayo.

Quizás, el polvo cometario se trate del más impresionante a nivel visual desde el planeta Tierra. Incluso, es el que más puede llamar la atención, de los 6 tipos de polvo cósmico existentes en el espacio cósmico. La razón es que existe más posibilidad de que esta clasificación tenga contacto con la Tierra. Sin embargo, cada tipo de Polvo Cósmico tiene gran importancia para el conocimiento y estudio de los objetos universales y hasta del mismo Universo.