Durante miles de años, la gente en la Tierra han visto cometas en el cielo. Muchas culturas antiguas veían los cometas como los precursores de la fatalidad, pero hoy en día los científicos saben que los cometas son bolas realmente congelados de polvo, gas y roca y pueden haber sido responsables de suministrar agua a los planetas como la Tierra miles de millones de años atrás.
Mientras que los cometas son intrínsecamente interesantes, también pueden proporcionar información sobre otros aspectos de nuestro sistema solar. Más específicamente, los cometas pueden ser utilizados como laboratorios para estudiar el comportamiento de la corriente de partículas que fluyen desde el Sol, conocido como el viento solar.
Chandra observó estas dos cometas en 2013 cuando ambos estaban relativamente cerca de la Tierra, alrededor de 90 millones y 130 millones de millas los cometas Ison y Pan-Starrs, respectivamente. Estos cometas llegaron en el interior del sistema solar después de un largo viaje desde la nube de Oort, una enorme nube de cuerpos helados que se extiende mucho más allá de la órbita de Plutón.
Los gráficos muestran los dos cometas en imágenes ópticas tomadas por un astrofotógrafo, Damian Peach, desde el suelo durante la aproximación cercana de los cometas al Sol que se han combinado con los datos de la encuesta sobre el cielo digitalizado para dar un mayor campo de visión. (El tono verdoso del cometa ISON se atribuye a los gases particulares, tales como cianógeno, un gas que contiene carbono y nitrógeno, escapando de núcleo del cometa.)
Los recuadros muestran los rayos X detectados por Chandra de cada cometa. Las diferentes formas de la emisión de rayos X (púrpura) de los dos cometas indican diferencias en el viento solar en los tiempos de observación y las atmósferas de cada cometa.El Cometa ISON, por un lado, muestra una, forma parabólica bien desarrollada, lo que indica que el cometa tenía una atmósfera gaseosa densa. Por otra parte, el cometa Pan-Starrs tiene una turbidez de rayos X más difusa, revelando una atmósfera con menos gas y más polvo.
Los científicos han determinado que los cometas producen emisión de rayos X cuando las partículas del viento solar chocan con la atmósfera del cometa. Aunque la mayor parte de las partículas del viento solar son átomos de hidrógeno y helio, la emisión de rayos X observada es de átomos "pesados" (es decir, los elementos más pesados que el hidrógeno y el helio, como el carbono y el oxígeno). Estos átomos, que han tenido la mayor parte de sus electrones despojado de distancia, chocan con los átomos neutros en la atmósfera del cometa. En un proceso llamado "intercambio de carga," un electrón se intercambia entre uno de estos átomos neutros de hidrógeno, por lo general, y un átomo pesado en el viento solar. Después de tal colisión, una placa de rayos X se emite como el electrón capturado mueve en una órbita más apretada.
Los datos de Chandra permitieron a los científicos estimar que la cantidad de carbono y nitrógeno en el viento solar, la búsqueda de valores que concuerdan con los obtenidos de forma independiente mediante otros instrumentos como el Explorador de Composición Avanzada de la NASA (ACE). También se obtuvieron nuevas mediciones de la cantidad de neón en el viento solar.
El modelo detallado desarrollado para analizar los datos de Chandra sobre los cometas Ison y Pan-Starrs demuestra el valor de las observaciones de rayos X para deducir la composición del viento solar.
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