Grupo de Cuerpos Pequeños del Sistema Solar

Los asteroides, de composición rocosa o metálica, tienen tamaños muy variados (desde menos de 1 m hasta cientos de km), mientras que los cometas, ricos en hielo, polvo y roca, suelen medir entre 1 y 10 km y desarrollan comas y colas de gas y polvo al acercarse al Sol. Hasta la fecha se han catalogado cientos de miles de asteroides y unos pocos miles de cometas.

Entre los asteroides, existen los denominados asteroides activos, objetos que muestran actividad similar a la de los cometas, debido a la sublimación de hielos, impactos y erosión, rotaciones extremadamente rápidas o fragmentaciones espontáneas.

En este contexto, los objetivos científicos son:

• Identificar asteroides con propiedades similares para establecer su taxonomía y su posible origen.
• Estudiar las propiedades y los procesos dinámicos del polvo en entornos de cometas y asteroides activos.
• Contribuir a la preparación de la misión espacial Comet Interceptor (ESA), que buscará aproximarse a un cometa interestelar, originalmente procedente de otro sistema estelar, o a un cometa primigenio.

Imagen de 3I/ATLAS realizada por la misión Juice (ESA) tomada el 2 de noviembre de 2025. Crédito: ESA/Juice/NavCam

Para ello, el grupo lleva a cabo un trabajo tanto observacional como teórico. Analiza e interpreta imágenes ópticas, espectros visibles, datos fotométricos —que permiten medir el brillo aparente—, curvas de brillo —que muestran su evolución temporal— y emisiones de polvo de asteroides y cometas. Además, desarrolla modelos teóricos, como modelos térmicos de cometas o modelos de dinámica del polvo, con los que realiza simulaciones.

Emplean datos principalmente de los telescopios de 1.5 m y 0.9 m de apertura del Observatorio de Sierra Nevada (Granada); de 2.2 m y 3.5 m del Observatorio de Calar Alto (Almería); del Gran Telescopio Canarias (GTC), de 10.4 m, y del Telescopio Óptico Nórdico (NOT), de 2.5 m, ambos situados en el Observatorio del Roque de los Muchachos (La Palma); del Transient Survey Telescope (TST) del Observatorio del Teide (Tenerife); y de los observatorios espaciales HST (NASA) y JWST (NASA/ESA/CSA). También resultan muy útiles los datos proporcionados por grupos de aficionados a la observación de cometas, como Cometas_Obs y la Comet Observation Database (COBS).

Más allá de Neptuno orbitan los objetos transneptunianos (o TNOs, de su nombre en inglés), un grupo de objetos compuestos de hielo y rocas entre los que destacan los planetas enanos Plutón, Eris, Makemake y Haumea. Situados a más de treinta veces la distancia entre la Tierra y el Sol, los TNOs son uno de los principales fósiles de la nebulosa solar primigenia que dio origen al Sistema Solar.

El objetivo científico centrado en estos objetos es:

• Caracterizar sus propiedades físicas con gran precisión.

Los objetos transneptunianos resultan muy difíciles de estudiar debido a su reducido tamaño, a su bajo brillo y a su lejanía, se sitúan a 30 veces la distancia entre la Tierra y el Sol. El grupo emplea métodos observacionales de ocultación estelar, que observan el paso de estos objetos por delante de una de las estrellas de fondo. Analizando cómo cambia el brillo de la estrella durante la ocultación, se pueden deducir propiedades del cometa (tamaño, reflectividad superficial, forma, o densidad).

Imágenes de los objetos transneptunianos (TNO) Plutón [izquierda] y Arrokoth [derecha], los principales objetivos de los sobrevuelos de la nave espacial New Horizons de la NASA en 2015 y 2019. Cr NASA/SwRI/JHU-APL

Estos métodos son eficaces pero complejos, implican la observación simultánea del fenómeno de ocultación, que dura unos pocos segundos, desde decenas de telescopios repartidos en diferentes puntos del planeta, tanto profesionales como amateurs. Para la preparación de los eventos de ocultación se utilizan principalmente datos de los telescopios espaciales James Webb y Herschel; del telescopio de 1.5 m del Observatorio de Sierra Nevada (Granada); de los telescopios de 2,2 m y 3,5 m del Observatorio de Calar Alto (Almería); y del Gran Telescopio Canarias (GTC) y del Telescopio Óptico Nórdico (NOT), ambos situados en el Observatorio del Roque de los Muchachos (La Palma).

El polvo cósmico está formado de partículas minerales que presentan una gran variedad de geometrías y tamaños, desde las partículas sub-micrométricas hasta los milímetros. Son esenciales para el estudio de las atmósferas planetarias, de la envoltura de gas y polvo que rodea el núcleo de los cometas o de los discos donde se forman los planetas.

El objetivo científico del laboratorio en torno al polvo cósmico es:

• Determinar las propiedades físicas de muestras de polvo de interés astrofísico.
• Determinar las propiedades físicas de aerosoles atmosféricos, partículas suspendidas en la atmósfera terrestre, como las procedentes de erupciones volcánicas o el polen.

Levitador acústico del Laboratorio de polvo cósmico (CoDuLab)

Para ello, llevan a cabo trabajos experimentales que miden la dispersión de la luz causada por nubes de partículas micrométricas. Además, con un levitador acústico se pueden suspender en el aire partículas individuales milimétricas con ondas de sonido de alta intensidad, para medir su patrón de dispersión. En ambos casos, se usa un láser sintonizable en el rango óptico como fuente de luz. En el caso de aerosoles terrestres, trabajan con muestras reales; en el caso de cuerpos astrofísicos, suelen trabajar con análogos, es decir, muestras terrestres que presentan las mismas características espectrales. Estas medidas permiten obtener información sobre su geometría, tamaño, composición y estructura. Más tarde, las medidas experimentales se comparan con observaciones procedentes de misiones espaciales, como Rosetta, y de telescopios astronómicos, principalmente los de los Observatorios de Calar Alto (Almería), Roque de los Muchachos (La Palma) y Sierra Nevada (Granada).

La formación de partículas a partir de gas explica la aparición de polvo cósmico, aerosoles y materiales sólidos en atmósferas planetarias, cometas y discos protoplanetarios. El proceso inverso puede darse durante la reentrada de vehículos espaciales en la atmósfera terrestre, cuando sus metales sufren ablación, es decir, se erosionan, fragmentan, se vaporizan parcialmente o reaccionan químicamente con otros compuestos.

En este contexto, los objetivos científicos del laboratorio son:

• Comprender los procesos de formación de partículas relevantes a partir de gas procedente de atmósferas planetarias y ambientes astrofísicos.
• Investigar cómo afectan a la química atmosférica de la Tierra los metales que sufren ablación durante la reentrada de vehículos espaciales.

Instrumento MASI (Meteoric Ablation Simulator), en el Laboratorio de Estudios de Cinética de Conversión de Gas a Partícula (SPARKSLAB)

Su trabajo experimental consiste en generar, ionizar y analizar especies químicas liberadas por partículas de polvo o materiales en experimentos de ablación, empleando láseres de alta energía y espectrometría de masas de alta resolución. También cuentan con MASI (Meteoric Ablation Simulator), un simulador diseñado para reproducir con materiales análogos o micrometeoritos el calentamiento extremo que sufren las partículas de polvo cósmico al entrar en una atmósfera planetaria.