Cometa

La estructura sólida del núcleo de un cometa se conoce como núcleo. Los núcleos cometarios están compuestos por una amalgama de roca , polvo , hielo de agua y dióxido de carbono , monóxido de carbono , metano y amoníaco congelados . ^{[ 18 ]} Por ello, se les describe popularmente como "bolas de nieve sucias" en referencia al modelo de Fred Whipple . ^{[ 19 ]} Sin embargo, tras la observación de la colisión del cometa 9P/Tempel 1 con una sonda "impactadora" enviada por la misión Deep Impact de la NASA en julio de 2005, "bolas de tierra heladas" podrían ser más apropiadas. ^{[ 20 ]} Una investigación realizada en 2014 sugiere que los cometas son como " helado frito ", ya que sus superficies están formadas por hielo cristalino denso mezclado con compuestos orgánicos , mientras que el hielo interior es más frío y menos denso. ^{[ 21 ]}

La superficie del núcleo es generalmente seca, polvorienta o rocosa, lo que sugiere que los hielos están ocultos bajo una corteza superficial de varios metros de espesor. Los núcleos contienen una variedad de compuestos orgánicos, que pueden incluir metanol , cianuro de hidrógeno , formaldehído , etanol , etano y quizás moléculas más complejas como hidrocarburos de cadena larga y aminoácidos . ^{[ 22 ]} En 2009, se confirmó que el aminoácido glicina se había encontrado en el polvo de cometa recuperado por la misión Stardust de la NASA . ^{[ 23 ]} En agosto de 2011, se publicó un informe, basado en estudios de la NASA de meteoritos encontrados en la Tierra, que sugería que los componentes de ADN y ARN ( adenina , guanina y moléculas orgánicas relacionadas) podrían haberse formado en asteroides y cometas. ^{[ 24 ] [ 25 ]}

Las superficies externas de los núcleos cometarios tienen un albedo muy bajo , lo que los convierte en algunos de los objetos menos reflectantes del Sistema Solar. La sonda espacial Giotto descubrió que el núcleo del cometa Halley (1P/Halley) refleja aproximadamente el cuatro por ciento de la luz que incide sobre él, ^{[ 26 ]} y Deep Space 1 descubrió que la superficie del cometa Borrelly refleja menos del 3,0%; ^{[ 26 ]} en comparación, el asfalto refleja el siete por ciento. El material oscuro de la superficie del núcleo puede consistir en compuestos orgánicos complejos. El calentamiento solar expulsa los compuestos volátiles más ligeros , dejando atrás compuestos orgánicos más grandes que tienden a ser muy oscuros, como el alquitrán o el petróleo crudo . La baja reflectividad de las superficies cometarias hace que absorban el calor que impulsa sus procesos de desgasificación . ^{[ 27 ]}

Se han observado núcleos de cometas con radios de hasta 30 kilómetros (19 mi) , ^{[ 28 ]} pero determinar su tamaño exacto es difícil. ^{[ 29 ]} El núcleo de 322P/SOHO probablemente tenga solo 100–200 metros (330–660 ft) de diámetro. ^{[ 30 ]} La falta de detección de cometas más pequeños a pesar de la mayor sensibilidad de los instrumentos ha llevado a algunos a sugerir que hay una verdadera falta de cometas menores de 100 metros (330 ft) de diámetro. ^{[ 31 ] : 137} Se ha estimado que los cometas conocidos tienen una densidad promedio de 0,6 g/cm³ ⁽ 0,35 oz/pulg³ ) . ^{[ 32 ]} Debido a su baja masa, los núcleos de los cometas no se vuelven esféricos bajo su propia gravedad y, por lo tanto, tienen formas irregulares. ^{[ 33 ]}      

Los resultados de las naves espaciales Rosetta y Philae muestran que el núcleo de 67P/Churyumov–Gerasimenko no tiene campo magnético, lo que sugiere que el magnetismo puede no haber jugado un papel en la formación temprana de planetesimales . ^{[ 34 ] [ 35 ]} Además, el espectrógrafo ALICE en Rosetta determinó que los electrones (dentro de 1 km (0,62 mi) por encima del núcleo del cometa ) producidos por la fotoionización de moléculas de agua por radiación solar , y no fotones del Sol como se pensaba anteriormente, son responsables de la degradación de las moléculas de agua y dióxido de carbono liberadas del núcleo del cometa en su coma. ^{[ 36 ] [ 37 ]} Los instrumentos en el módulo de aterrizaje Philae encontraron al menos dieciséis compuestos orgánicos en la superficie del cometa, cuatro de los cuales ( acetamida , acetona , isocianato de metilo y propionaldehído ) se han detectado por primera vez en un cometa. ^{[ 38 ] [ 39 ] [ 40 ]}  

Las corrientes de polvo y gas así liberadas forman una atmósfera enorme y extremadamente tenue alrededor del cometa, llamada "coma". La fuerza ejercida sobre la coma por la presión de la radiación solar y el viento solar provoca la formación de una enorme "cola" que apunta en dirección opuesta al Sol. ^{[ 49 ]}

La coma generalmente está compuesta de agua y polvo, y el agua constituye hasta el 90% de los volátiles que salen del núcleo cuando el cometa se encuentra a una distancia de 3 a 4 UA (450 a 600 millones de km; 280 a 370 millones de millas) del Sol. _[ ^{50 ] La} molécula madre H₂O se destruye principalmente por fotodisociación y, en menor medida , por fotoionización , y el viento solar desempeña un papel secundario en la destrucción del agua en comparación con la fotoquímica . ^{[ 50 ]} Las partículas de polvo más grandes quedan a lo largo de la órbita del cometa, mientras que las partículas er son empujadas desde el Sol hacia la cola del cometa por la presión de la luz . ^{[ 51 ]}     

Aunque el núcleo sólido de los cometas generalmente tiene menos de 60 kilómetros (37 millas) de diámetro, la coma puede tener miles o millones de kilómetros de diámetro. Ocasionalmente, un cometa puede experimentar una erupción repentina y masiva de gas y polvo, durante la cual el tamaño de la coma aumenta considerablemente durante un período de tiempo. Por ejemplo, aproximadamente un mes después de una erupción en octubre de 2007, el cometa 17P/Holmes tuvo brevemente una tenue atmósfera de polvo más grande que el Sol. ^{[ 52 ]} El Gran Cometa de 1811 tenía una coma aproximadamente del diámetro del Sol. ^{[ 53 ]} Si bien la coma puede llegar a ser bastante grande, su tamaño puede disminuir aproximadamente cuando cruza la órbita de Marte a unos 1,5 UA (220 millones de km; 140 millones de millas) del Sol. ^{[ 53 ]} A esta distancia, el viento solar se vuelve lo suficientemente fuerte como para expulsar el gas y el polvo de la coma, y ​​al hacerlo, agranda la cola. ^{[ 53 ]}      

En 1996, se descubrió que los cometas emitían rayos X. ^{[ 54 ]} Esto sorprendió enormemente a los astrónomos , ya que la emisión de rayos X suele asociarse con cuerpos de muy alta temperatura . Thomas E. Cravens fue el primero en proponer una explicación a principios de 1997. ^{[ 55 ]} Los rayos X se generan por la interacción entre los cometas y el viento solar: cuando los iones del viento solar, altamente cargados, atraviesan la atmósfera de un cometa, colisionan con los átomos y moléculas del cometa, "robando" uno o más electrones del átomo en un proceso llamado "intercambio de carga". Este intercambio o transferencia de un electrón al ion del viento solar va seguido de su desexcitación al estado fundamental del ion mediante la emisión de rayos X y fotones ultravioleta lejanos . ^{[ 56 ]}

A medida que un cometa se acerca al Sol, la luz ultravioleta ioniza los gases de la coma. Cuando el viento solar interactúa con estas partículas ionizadas, principalmente moléculas de los grupos OH y CO , el plasma del viento solar se desacelera en una amplia región alrededor del cometa: se forma una onda de choque de proa de tipo cometario . ^{[ 57 ] : 1622}

La onda de choque de proa de un cometa se asemeja a la onda de choque de proa clásica que se observa cuando un campo magnético planetario, como el que rodea a la Tierra, Júpiter, Saturno o Neptuno, interactúa con el viento solar. Sin embargo, los cometas no tienen campo magnético. Al igual que Marte y Venus, se dice que los cometas tienen una magnetosfera inducida . ^{[ 57 ] : 1622}

Un cometa puede tener una cola de polvo, una cola de iones, ambas o ninguna. Tanto la cola de polvo como la de iones se originan cuando la luz solar vaporiza material del cometa. La cola de polvo contiene partículas del tamaño aproximado de un cabello humano. La presión de radiación del Sol empuja estas partículas de polvo, creando una suave forma de arco. Las partículas más grandes, del tamaño de guijarros, son atraídas hacia el Sol, permaneciendo en la órbita del cometa. La cola de iones contiene partículas del tamaño de moléculas ionizadas por el Sol y luego capturadas por el campo magnético creado por la interacción entre estos iones y el viento solar . La cola de iones apunta directamente en dirección opuesta al Sol, siguiendo las líneas del campo magnético. ^{[ 58 ]} En ocasiones, como cuando la Tierra pasa por el plano orbital de un cometa, se puede observar la anticola , que apunta en dirección opuesta a las colas de iones y de polvo. ^{[ 59 ]}

El calentamiento desigual puede provocar que los gases recién generados salgan de un punto débil en la superficie del núcleo del cometa, como un géiser. ^{[ 60 ]} Estas corrientes de gas y polvo pueden hacer que el núcleo gire e incluso se divida. ^{[ 60 ]} En 2010 se reveló que la sublimación del hielo seco (dióxido de carbono congelado) puede impulsar chorros de material que fluyen desde el núcleo de un cometa. ^{[ 61 ]} Las imágenes infrarrojas de Hartley  2 muestran dichos chorros saliendo y transportando granos de polvo hacia la coma. ^{[ 62 ]}

En el extremo del período orbital más corto, el cometa de Encke tiene una órbita que no alcanza la órbita de Júpiter, y se le conoce como un cometa de tipo Encke . Tienen un afelio menor que4  UA . ^{[ 64 ]} Los cometas de período corto con períodos orbitales inferiores a 20 años y bajas inclinaciones (hasta 30 grados) respecto a la eclíptica se denominan cometas tradicionales de la familia de Júpiter (JFC). ^{[ 66 ] [ 67 ]} Aquellos como Halley, con períodos orbitales de entre 20 y 200 años e inclinaciones que van desde cero hasta más de 90 grados, se denominan cometas de tipo Halley (HTC). ^{[ 68 ] [ 69 ]} A partir de julio de 2025Hay 74 cometas de tipo Encke conocidos (seis de los cuales están clasificados como objetos cercanos a la Tierra (NEO)), 109 HTC (36 de los cuales son NEO) y 815 JFC (153 de los cuales son NEO). ^{[ 70 ]}

Los cometas del cinturón principal descubiertos recientemente forman una clase distinta, orbitando en órbitas más circulares dentro del cinturón de asteroides . ^{[ 71 ] [ 72 ]}

Los cometas periódicos o de período corto se definen generalmente como aquellos con períodos orbitales inferiores a 200 años. ^{[ 73 ]} Suelen orbitar más o menos en el plano de la eclíptica en la misma dirección que los planetas. ^{[ 74 ]} Tienen afelio4–35  UA . ^{[ 64 ]} Sus órbitas suelen llevarlos a la región de los planetas exteriores ( Júpiter y más allá) en el afelio ; por ejemplo, el afelio del cometa Halley está un poco más allá de la órbita de Neptuno . Los cometas cuyos afelios están cerca de la órbita de un planeta mayor se denominan su "familia". ^{[ 75 ]} Se cree que dichas familias surgen cuando el planeta captura cometas que antes tenían un período largo y los coloca en órbitas más cortas. ^{[ 76 ]}

Debido a que sus órbitas elípticas frecuentemente los llevan cerca de los planetas gigantes, los cometas están sujetos a perturbaciones gravitacionales adicionales . ^{[ 77 ]} Los cometas de período corto tienen una tendencia a que sus afelios coincidan con el semieje mayor de un planeta gigante , siendo los JFC el grupo más grande. ^{[ 67 ]} Es claro que los cometas que vienen de la nube de Oort a menudo tienen sus órbitas fuertemente influenciadas por la gravedad de los planetas gigantes como resultado de un encuentro cercano. Júpiter es la fuente de las mayores perturbaciones, siendo más del doble de masivo que todos los demás planetas combinados. Estas perturbaciones pueden desviar los cometas de largo período a períodos orbitales más cortos. ^{[ 31 ] : 102–104 [ 78 ]}

Basándose en sus características orbitales, se cree que los cometas de período corto se originan en los centauros y el cinturón de Kuiper/ disco disperso ^{[ 79 ]} —un disco de objetos en la región transneptuniana— mientras que se cree que la fuente de los cometas de período largo es la mucho más distante nube esférica de Oort (en honor al astrónomo holandés Jan Hendrik Oort , quien hipotetizó su existencia). ^{[ 80 ]} Se cree que vastos enjambres de cuerpos similares a cometas orbitan alrededor del Sol en estas regiones distantes en órbitas aproximadamente circulares. Ocasionalmente, la influencia gravitacional de los planetas exteriores (en el caso de los objetos del cinturón de Kuiper) o de las estrellas cercanas (en el caso de los objetos de la nube de Oort) puede lanzar uno de estos cuerpos a una órbita elíptica que lo lleva hacia el Sol para formar un cometa visible. A diferencia del regreso de los cometas periódicos, cuyas órbitas se han establecido mediante observaciones previas, la aparición de nuevos cometas por este mecanismo es impredecible. ^{[ 27 ]} Cuando son lanzados a la órbita del sol y arrastrados continuamente hacia él, toneladas de materia se desprenden de los cometas, lo que influye enormemente en su vida útil; cuanto más se desprenden, más corta es su vida y viceversa. ^{[ 81 ]}

Los cometas con periodos superiores a 30 años pero inferiores a 200 años se han denominado cometas de periodo intermedio, pero se han utilizado otras definiciones. Se puede considerar que tienen afelio.35–1000  UA . ^{[ 64 ]}

Los cometas de largo período tienen órbitas muy excéntricas y períodos que van desde 200 años hasta miles o incluso millones de años. Tienen un afelio mayor que1000  UA . ^{[ 64 ]} Se observan menos de una docena de estos cometas anualmente, pero estudiarlos es importante para aprender más sobre la nube de Oort, donde se originan principalmente. El propio Jan Oort descubrió los datos clave sobre estos cometas, incluyendo sus órbitas casi parabólicas orientadas aleatoriamente alrededor del Sol. Estudios posteriores demostraron que las mareas galácticas y el empuje gravitacional de las estrellas que pasan son suficientes para crear un cometa a partir de objetos en la nube de Oort. ^{[ 82 ]} Aproximadamente la mitad de estos cometas son expulsados ​​del Sistema Solar en su primer paso por el Sol debido a la gravedad de los planetas. ^{[ 83 ]} A medida que los cometas de largo período se acercan al Sol, su excentricidad orbital oscila en sincronía con la órbita de Júpiter y disminuye cuando el cometa pasa la órbita de Urano. ^{[ 84 ]}

A partir de 2025Se han descubierto tres objetos con una excentricidad significativamente mayor que uno: 1I/ʻOumuamua , 2I/Borisov y 3I/ATLAS , lo que indica un origen fuera del Sistema Solar. Si bien ʻOumuamua, con una excentricidad de aproximadamente 1,2, no mostró signos ópticos de actividad cometaria durante su paso por el Sistema Solar interior en octubre de 2017, los cambios en su trayectoria, que sugieren desgasificación , indican que probablemente sea un cometa. ^{[ 85 ]} Por otro lado, se ha observado que 2I/Borisov, con una excentricidad estimada de aproximadamente 3,36, tiene la coma característica de los cometas y se considera el primer cometa interestelar detectado . ^{[ 86 ] [ 87 ]} 3I/ATLAS tiene una excentricidad de aproximadamente 6,1 y también tiene una coma, lo que indica que también es un cometa. El cometa C/1980 E1 tenía un período orbital de aproximadamente 7,1  millones de años antes del paso por el perihelio en 1982, pero un encuentro con Júpiter en 1980 aceleró el cometa, otorgándole la mayor excentricidad (1,057) de cualquier cometa solar conocido con un arco de observación razonable. ^{[ 88 ]}

Las primeras observaciones han revelado algunas trayectorias genuinamente hiperbólicas (es decir, no periódicas), pero no más de las que podrían explicarse por perturbaciones de Júpiter. Los cometas del espacio interestelar se mueven con velocidades del mismo orden que las velocidades relativas de las estrellas cercanas al Sol (unas pocas decenas de km por segundo). Cuando tales objetos entran en el Sistema Solar, tienen una energía orbital específica positiva que resulta en una velocidad positiva en el infinito (${\displaystyle v_{\infty }\!}$) y tienen trayectorias notablemente hiperbólicas. Un cálculo aproximado muestra que podría haber cuatro cometas hiperbólicos por siglo dentro de la órbita de Júpiter, con un margen de error de uno y quizás dos órdenes de magnitud . ^{[ 89 ]}

Se han detectado exocometas fuera del Sistema Solar y podrían ser comunes en la Vía Láctea . ^{[ 90 ]} El primer sistema de exocometas detectado fue alrededor de Beta Pictoris , una estrella de secuencia principal de tipo A muy joven , en 1987. ^{[ 91 ] [ 92 ]} Se han identificado un total de 11 de estos sistemas de exocometas hasta 2013., utilizando el espectro de absorción causado por las grandes nubes de gas emitidas por los cometas cuando pasan cerca de su estrella. ^{[ 91 ]} Durante diez años, el telescopio espacial Kepler fue responsable de la búsqueda de planetas y otras formas fuera del sistema solar. Los primeros exocometas en tránsito fueron encontrados en febrero de 2018 por un grupo compuesto por astrónomos profesionales y científicos ciudadanos en curvas de luz registradas por el Telescopio Espacial Kepler. ^{[ 93 ] [ 94 ]} Después de que el Telescopio Espacial Kepler se retirara en octubre de 2018, un nuevo telescopio llamado Telescopio TESS ha asumido la misión de Kepler. Desde el lanzamiento de TESS, los astrónomos han descubierto los tránsitos de cometas alrededor de la estrella Beta Pictoris utilizando una curva de luz de TESS. ^{[ 95 ] [ 96 ]} Desde que TESS asumió, los astrónomos han podido distinguir mejor los exocometas con el método espectroscópico. Los nuevos planetas se detectan mediante el método de la curva de luz blanca, que se observa como una caída simétrica en las lecturas de los gráficos cuando un planeta eclipsa a su estrella madre. Sin embargo, tras una evaluación más exhaustiva de estas curvas de luz, se ha descubierto que los patrones asimétricos de las caídas presentadas son causados ​​por la cola de un cometa o de cientos de cometas. ^{[ 97 ]}

Cuando un cometa se calienta durante sus acercamientos al Sol, la desgasificación de sus componentes helados libera escombros sólidos demasiado grandes para ser arrastrados por la presión de la radiación y el viento solar. ^{[ 31 ] : 235} Si la órbita de la Tierra la envía a través de esa estela de escombros, que está compuesta principalmente de finos granos de material rocoso, es probable que haya una lluvia de meteoros cuando la Tierra pase a través. Las estelas de escombros más densas producen lluvias de meteoros rápidas pero intensas y las menos densas crean lluvias más largas pero menos intensas. Por lo general, la densidad de la estela de escombros está relacionada con cuánto tiempo hace que el cometa progenitor liberó el material. ^{[ 98 ] [ 99 ]} La lluvia de meteoros de las Perseidas , por ejemplo, ocurre cada año entre el 9 y el 13 de agosto, cuando la Tierra pasa a través de la órbita del cometa Swift-Tuttle . El cometa Halley es la fuente de la lluvia de Oriónidas en octubre. ^{[ 100 ] [ 101 ]}

Muchos cometas y asteroides colisionaron con la Tierra en sus etapas iniciales. Muchos científicos creen que los cometas que bombardearon la joven Tierra  hace unos 4 mil millones de años trajeron las vastas cantidades de agua que ahora llenan los océanos de la Tierra, o al menos una porción significativa de ella. Otros han puesto en duda esta idea. ^{[ 102 ]} La detección de moléculas orgánicas, incluidos los hidrocarburos aromáticos policíclicos , ^{[ 21 ]} en cantidades significativas en los cometas ha llevado a especular que los cometas o meteoritos pueden haber traído los precursores de la vida, o incluso la vida misma, a la Tierra. ^{[ 103 ]} En 2013 se sugirió que los impactos entre superficies rocosas y heladas, como los cometas, tenían el potencial de crear los aminoácidos que componen las proteínas a través de la síntesis de choque . ^{[ 104 ]} La velocidad a la que los cometas entraron en la atmósfera, combinada con la magnitud de la energía creada después del contacto inicial, permitió que las moléculas más pequeñas se condensaran en las macromoléculas más grandes que sirvieron como base para la vida. ^{[ 105 ]} En 2015, los científicos encontraron cantidades significativas de oxígeno molecular en las desgasificaciones del cometa 67P, lo que sugiere que la molécula puede aparecer con más frecuencia de lo que se pensaba y, por lo tanto, ser menos un indicador de vida de lo que se había supuesto. ^{[ 106 ]}

Se sospecha que los impactos de cometas han aportado, a lo largo de extensos periodos de tiempo, cantidades significativas de agua a la Luna , parte de la cual podría haber sobrevivido como hielo lunar . ^{[ 107 ]} Se cree que los impactos de cometas y meteoroides son responsables de la existencia de tectitas y australitas . ^{[ 108 ]}

El temor a los cometas como actos divinos y señales de una catástrofe inminente alcanzó su punto máximo en Europa entre 1200 y 1650 d. C. [ ^{109 ] Por} ejemplo, un año después del Gran Cometa de 1618 , Gotthard Arthusius publicó un panfleto en el que afirmaba que era una señal de que el Día del Juicio Final estaba cerca. ^{[ 110 ]} Enumeró diez páginas de desastres relacionados con los cometas, incluyendo «terremotos, inundaciones, cambios en el curso de los ríos, tormentas de granizo, clima cálido y seco, malas cosechas, epidemias, guerras, traición y precios elevados». ^{[ 109 ]} 

Hacia 1700, la mayoría de los eruditos concluyeron que tales eventos ocurrían independientemente de si se veía un cometa o no. Sin embargo, utilizando los registros de avistamientos de cometas de Edmond Halley , William Whiston escribió en 1711 que el Gran Cometa de 1680 tenía una periodicidad de 574 años y fue responsable del diluvio universal del Libro del Génesis , al derramar agua sobre la Tierra. Su anuncio reavivó durante otro siglo el temor a los cometas, ahora como amenazas directas para el mundo en lugar de señales de desastres. ^{[ 109 ]} El análisis espectroscópico en 1910 encontró el gas tóxico cianógeno en la cola del Cometa Halley, ^{[ 111 ]} lo que provocó compras de pánico de máscaras antigás y supuestas "píldoras anticomenes" y "paraguas anticomenes" por parte del público. ^{[ 112 ]}

Se cree que la nube de Oort ocupa un vasto espacio que se extiende desde entre 2000 y 5000 UA (0,03 y 0,08 años luz ) ^{[ 114 ]} hasta 50 000 UA (0,79 años luz) ^{[ 68 ]} del Sol. Esta nube envuelve los cuerpos celestes que se encuentran en el centro del Sistema Solar, en el Sol, hasta los límites exteriores del Cinturón de Kuiper. La nube de Oort está compuesta de materiales viables necesarios para la creación de cuerpos celestes. Los planetas del Sistema Solar existen únicamente gracias a los planetesimales (fragmentos de espacio sobrante que contribuyeron a la formación de planetas) que fueron condensados ​​y formados por la gravedad del Sol. La excentricidad formada por estos planetesimales atrapados es la razón de la existencia de la nube de Oort. ^{[ 115 ]} Algunas estimaciones sitúan el borde exterior entre 100 000 y 200 000 UA (1,58 y 3,16 años luz) . ^{[ 114 ]} La región se puede subdividir en una nube de Oort exterior esférica de 20 000–50 000 UA (0,32–0,79 años luz) y una nube interior en forma de rosquilla, la nube de Hills, de 2000–20 000 UA (0,03–0,32 años luz) . ^{[ 2 ]} La nube exterior está débilmente ligada al Sol y proporciona los cometas de largo período (y posiblemente de tipo Halley) que caen dentro de la órbita de Neptuno . ^{[ 68 ]} La nube de Oort interior también se conoce como la nube de Hills, nombrada en honor a Jack G. Hills , quien propuso su existencia en 1981. ^{[ 116 ]} Los modelos predicen que la nube interior debería tener decenas o cientos de veces más núcleos cometarios que el halo exterior; ^{[ 116 ] [ 117 ] [ 118 ]} se considera una posible fuente de nuevos cometas que reabastecen la relativamente tenue nube exterior a medida que el número de esta última se agota gradualmente.          

Más cerca del Sol, el Cinturón de Kuiper es otro reservorio de cometas inactivos. ^{[ 114 ]}

Si un cometa viaja lo suficientemente rápido, puede abandonar el Sistema Solar. Estos cometas siguen la trayectoria abierta de una hipérbola y, por lo tanto, se les llama cometas hiperbólicos. Se sabe que los cometas solares solo son expulsados ​​al interactuar con otro objeto en el Sistema Solar, como Júpiter. ^{[ 119 ]} Un ejemplo de esto es el cometa C/1980 E1 , que se desvió de una órbita de 7,1  millones de años alrededor del Sol a una trayectoria hiperbólica, después de un acercamiento al planeta Júpiter en 1980. ^{[ 120 ]} Los cometas interestelares como 1I/ʻOumuamua , 2I/Borisov y 3I/ATLAS nunca orbitaron el Sol y, por lo tanto, no requieren una interacción con un tercer cuerpo para ser expulsados ​​del Sistema Solar.

Los cometas inactivos o extintos han perdido su material superficial volátil. Con el tiempo, la mayor parte del material volátil contenido en el núcleo de un cometa se evapora, y el cometa se convierte en un pequeño y oscuro trozo inerte de roca o escombros que puede parecerse a un asteroide. ^{[ 121 ]} Dado que las órbitas de los cometas son estables durante más tiempo que el que tarda el cometa en perder material, se espera que existan muchos cometas extintos de este tipo en el sistema solar. ^{[ 122 ] : 664}

Los cometas de la familia de Júpiter y los cometas de largo período parecen seguir leyes de desvanecimiento muy diferentes. Los cometas de la familia de Júpiter están activos durante una vida útil de aproximadamente 10 000 años o ~1 000 órbitas, mientras que los cometas de largo período se desvanecen mucho más rápido. Solo el 10 % de los cometas de largo período sobreviven más de 50 pasos a un perihelio pequeño y solo el 1 % de ellos sobreviven más de 2 000 pasos. ^{[ 123 ]} Algunos asteroides en órbitas elípticas ahora se identifican como cometas extintos. ^{[ 124 ]} Se cree que aproximadamente el seis por ciento de los asteroides cercanos a la Tierra son núcleos de cometas extintos. ^{[ 123 ]}

El núcleo de algunos cometas puede ser frágil, una conclusión respaldada por la observación de cometas que se dividen. ^{[ 125 ]} Una disrupción cometaria significativa fue la del cometa Shoemaker-Levy 9 , que fue descubierto en 1993. Un encuentro cercano en julio de 1992 lo había roto en pedazos, y durante un período de seis días en julio de 1994, estos pedazos cayeron en la atmósfera de Júpiter, la primera vez que los astrónomos habían observado una colisión entre dos objetos en el Sistema Solar. ^{[ 126 ] [ 127 ]} Otros cometas que se dividen incluyen 3D/Biela en 1846 y 73P/Schwassmann-Wachmann de 1995 a 2006. ^{[ 128 ]} El historiador griego Éforo informó que un cometa se dividió ya en el invierno de 372-373 a . C. ^{[ 129 ]} Se sospecha que los cometas se dividen debido al estrés térmico, la presión interna del gas o el impacto. ^{[ 130 ]} 

Los cometas 42P/Neujmin y 53P/Van Biesbroeck parecen ser fragmentos de un cometa progenitor. Las integraciones numéricas han demostrado que ambos cometas tuvieron un acercamiento bastante cercano a Júpiter en enero de 1850, y que, antes de 1850, las dos órbitas eran casi idénticas. ^{[ 131 ]} Otro grupo de cometas que es el resultado de episodios de fragmentación es la familia de cometas Liller, compuesta por C/1988 A1 (Liller), C/1996 Q1 (Tabur), C/2015 F3 (SWAN), C/2019 Y1 (ATLAS) y C/2023 V5 (Leonard) . ^{[ 132 ] [ 133 ]}

Se ha observado que algunos cometas se fragmentan durante su paso por el perihelio, incluidos los grandes cometas West e Ikeya-Seki . El cometa Biela fue un ejemplo significativo cuando se partió en dos durante su paso por el perihelio en 1846. Estos dos cometas se observaron por separado en 1852, pero nunca más. En cambio, se observaron espectaculares lluvias de meteoros en 1872 y 1885, cuando el cometa debería haber sido visible. Una lluvia de meteoros menor, las Andrómédidas , ocurre anualmente en noviembre y se produce cuando la Tierra cruza la órbita del cometa Biela. ^{[ 134 ]}

Algunos cometas tienen un final más espectacular: caen en el Sol ^{[ 135 ]} o colisionan con un planeta u otro cuerpo celeste. Las colisiones entre cometas y planetas o lunas eran comunes en el sistema solar primitivo: algunos de los numerosos cráteres de la Luna, por ejemplo, podrían haber sido causados ​​por cometas. Una colisión reciente de un cometa con un planeta ocurrió en julio de 1994, cuando el cometa Shoemaker-Levy 9 se fragmentó y colisionó con Júpiter. ^{[ 136 ]}

Las manchas marrones marcan los lugares de impacto del cometa Shoemaker-Levy 9 en Júpiter.

La ruptura del 73P/Schwassmann–Wachmann en tres días (1995)

Cola fantasmal del C/2015 D1 (SOHO) tras su paso por el Sol.

Desintegración de P/2013 R3 (2014) ^{[ 137 ]}

Según fuentes antiguas, como los huesos oraculares chinos , se sabe que los cometas han sido observados por los humanos durante milenios. ^{[ 144 ]} Hasta el siglo XVI, los cometas solían considerarse malos presagios de muertes de reyes u hombres nobles, o de catástrofes inminentes, o incluso se interpretaban como ataques de seres celestiales contra los habitantes terrestres. ^{[ 145 ] [ 31 ] : 14}

Aristóteles (384-322  a. C.) fue el primer científico conocido en utilizar diversas teorías y observaciones para desarrollar una teoría cosmológica coherente y estructurada sobre los cometas. Creía que los cometas eran fenómenos atmosféricos, debido a que podían aparecer fuera del zodíaco y variar su brillo en el transcurso de unos pocos días. La teoría cometaria de Aristóteles surgió de sus observaciones y de su teoría cosmológica de que todo en el cosmos está organizado en una configuración específica. ^{[ 147 ]} Parte de esta configuración consistía en una clara separación entre lo celestial y lo terrestre, considerando que los cometas estaban estrictamente asociados a este último. Según Aristóteles, los cometas debían estar dentro de la esfera de la Luna y claramente separados de los cielos. También en el siglo IV a. C., Apolonio de Myndus apoyó la idea de que los cometas se movían como los planetas. ^{[ 31 ] : 48} La teoría aristotélica sobre los cometas siguió siendo ampliamente aceptada durante la Edad Media , a pesar de que varios descubrimientos de diferentes personas cuestionaron algunos aspectos de la misma. ^{[ 148 ]}

En el siglo I d. C., Séneca el Joven cuestionó la lógica de Aristóteles respecto a los cometas. Debido a su movimiento regular e impermeabilidad al viento, no pueden ser atmosféricos, ^{[ 31 ] : 26} y son más permanentes de lo que sugieren sus breves destellos a través del cielo. ^{[ a ]} ​​Señaló que solo las colas son transparentes y, por lo tanto, parecidas a nubes, y argumentó que no hay razón para confinar sus órbitas al zodíaco. ^{[ 31 ] : 26} Al criticar a Apolonio de Myndus, Séneca argumenta: «Un cometa atraviesa las regiones superiores del universo y finalmente se vuelve visible cuando alcanza el punto más bajo de su órbita». ^{[ 31 ] : 26–27} Si bien Séneca no fue autor de una teoría sustancial propia, ^{[ 147 ]} sus argumentos provocarían un gran debate entre los críticos de Aristóteles en los siglos XVI y XVII. ^{[ 148 ] [ b ]}

En el siglo I d. C., Plinio el Viejo creía que los cometas estaban relacionados con la inestabilidad política y la muerte. ^{[ 31 ] : 27–28} Plinio observó los cometas como «humanos», describiendo a menudo sus colas con «cabello largo» o «barba larga». ^{[ 149 ]} Su sistema para clasificar los cometas según su color y forma se utilizó durante siglos. ^{[ 150 ]}

En la India , hacia el siglo VI d. C., los astrónomos creían que los cometas eran apariciones que reaparecían periódicamente. Esta era la opinión expresada en el siglo VI por los astrónomos Varāhamihira y Bhadrabahu , y el astrónomo del siglo X Bhaṭṭotpala enumeró los nombres y los períodos estimados de ciertos cometas, pero se desconoce cómo se calcularon estas cifras o cuán precisas eran. ^{[ 151 ] [ 152 ]}

Existe la afirmación de que un erudito árabe en 1258 observó varias apariciones recurrentes de un cometa (o un tipo de cometa), y aunque no está claro si lo consideró un único cometa periódico, podría haber sido un cometa con un período de alrededor de 63 años. ^{[ 153 ]}

En 1301, el pintor italiano Giotto fue el primero en representar un cometa con precisión y de forma anatómica. En su obra La Adoración de los Magos , la representación del cometa Halley en lugar de la Estrella de Belén por parte de Giotto no tendría parangón en precisión hasta el siglo XIX y solo sería superada con la invención de la fotografía. ^{[ 154 ]}

Las interpretaciones astrológicas de los cometas siguieron predominando hasta bien entrado el siglo XV, a pesar de que la astronomía científica moderna comenzaba a afianzarse. Los cometas continuaron anunciando desastres, como se observa en las crónicas de Luzerner Schilling y en las advertencias del papa Calixto III . ^{[ 154 ]} En 1578, el obispo luterano alemán Andreas Celichius definió los cometas como «el denso humo de los pecados humanos  ... encendido por la ardiente ira del Juez Celestial Supremo ». Al año siguiente, Andreas Dudith afirmó que «Si los cometas fueran causados ​​por los pecados de los mortales, nunca estarían ausentes del cielo». ^{[ 31 ] : 32–33}

En 1456 se hicieron intentos rudimentarios de medir la paralaje del cometa Halley, pero fueron erróneos. ^{[ 31 ] : 36} Regiomontanus fue el primero en intentar calcular la paralaje diurna observando el Gran Cometa de 1472. Sus predicciones no fueron muy precisas, pero se llevaron a cabo con la esperanza de estimar la distancia de un cometa a la Tierra. ^{[ 150 ]}

En el siglo XVI, Tycho Brahe y Michael Maestlin demostraron que los cometas debían existir fuera de la atmósfera terrestre midiendo la paralaje del Gran Cometa de 1577. [ ^{155 ] Dentro} de la precisión de las mediciones, esto implicaba que el cometa debía estar al menos cuatro veces más lejos que de la Tierra a la Luna. ^{[ 156 ] [ 31 ] : 37} Basándose en observaciones en 1664, Giovanni Borelli registró las longitudes y latitudes de los cometas que observó y sugirió que las órbitas cometarias podrían ser parabólicas. ^{[ 157 ]} A pesar de ser un astrónomo hábil, en su libro de 1623 El Ensayador , Galileo Galilei rechazó las teorías de Brahe sobre la paralaje de los cometas y afirmó que podrían ser una mera ilusión óptica, a pesar de poca observación personal. ^{[ 150 ]} En 1625, el alumno de Maestlin , Johannes Kepler, sostuvo que la visión de Brahe sobre la paralaje cometaria era correcta. ^{[ 150 ]} El matemático Jacob Bernoulli publicó un tratado sobre cometas en 1682, sugiriendo que los cometas orbitaban un punto fuera de la órbita de Saturno, a la manera de los epicilos . ^{[ 158 ]}

Durante la Edad Moderna, los cometas fueron estudiados por su significado astrológico en las disciplinas médicas. Muchos sanadores de la época consideraban la medicina y la astronomía como disciplinas interdisciplinarias y empleaban sus conocimientos sobre cometas y otros signos astrológicos para diagnosticar y tratar a los pacientes. ^{[ 159 ]}

Isaac Newton , en su Principia Mathematica de 1687, demostró que un objeto que se mueve bajo la influencia de la gravedad según una ley del inverso del cuadrado debe trazar una órbita con forma de una de las secciones cónicas , y demostró cómo ajustar la trayectoria de un cometa a través del cielo a una órbita parabólica, usando el cometa de 1680 como ejemplo. ^{[ 160 ]} Describe los cometas como cuerpos sólidos compactos y duraderos que se mueven en órbita oblicua y sus colas como finas corrientes de vapor emitidas por sus núcleos, encendidos o calentados por el Sol. Sospechaba que los cometas eran el origen del componente vital del aire. ^{[ 31 ] : 306–307} Señaló que los cometas suelen aparecer cerca del Sol y, por lo tanto, lo más probable es que orbiten a su alrededor. ^{[ 31 ] : 26} Sobre su luminosidad, afirmó: «Los cometas brillan por la luz del Sol, que reflejan», con sus colas iluminadas por «la luz del Sol reflejada por un humo que surge de [la coma]». ^{[ 31 ] : 26}

En 1705, Edmond Halley (1656–1742) aplicó el método de Newton a 23 apariciones de cometas que habían ocurrido entre 1337 y 1698. Observó que tres de ellas, los cometas de 1531, 1607 y 1682, tenían elementos orbitales muy similares , y además pudo explicar las ligeras diferencias en sus órbitas en términos de perturbación gravitacional causada por Júpiter y Saturno . Confiado en que estas tres apariciones habían sido tres apariciones del mismo cometa, predijo que volvería a aparecer en 1758–59. ^{[ 161 ]} La fecha de regreso predicha por Halley fue posteriormente refinada por un equipo de tres matemáticos franceses: Alexis Clairaut , Joseph Lalande y Nicole-Reine Lepaute , quienes predijeron la fecha del perihelio del cometa de 1759 con una precisión de un mes. ^{[ 162 ] [ 31 ] : 93} Cuando el cometa regresó como se predijo, se le conoció como el cometa Halley. ^{[ 163 ]}

Ya en el siglo XVIII, algunos científicos habían formulado hipótesis correctas sobre la composición física de los cometas. En 1755, Immanuel Kant planteó la hipótesis en su Historia Natural Universal de que los cometas se condensaban a partir de "materia primitiva" más allá de los planetas conocidos, la cual es "débilmente movida" por la gravedad, orbita con inclinaciones arbitrarias y se vaporiza parcialmente por el calor del Sol al acercarse al perihelio. ^{[ 31 ] : 84–87} En 1836, el matemático alemán Friedrich Wilhelm Bessel , tras observar corrientes de vapor durante la aparición del cometa Halley en 1835, propuso que las fuerzas de chorro del material en evaporación podrían ser lo suficientemente grandes como para alterar significativamente la órbita de un cometa, y argumentó que los movimientos no gravitacionales del cometa Encke resultaron de este fenómeno. ^{[ 31 ] : 126}

En el siglo XIX, el Observatorio Astronómico de Padua fue un epicentro en el estudio observacional de cometas. Dirigido por Giovanni Santini (1787-1877) y sucedido por Giuseppe Lorenzoni (1843-1914), este observatorio se dedicó a la astronomía clásica, principalmente al cálculo de las órbitas de nuevos cometas y planetas, con el objetivo de compilar un catálogo de casi diez mil estrellas. Situado en el norte de Italia, las observaciones de este observatorio fueron clave para establecer importantes cálculos geodésicos, geográficos y astronómicos, como la diferencia de longitud entre Milán y Padua, así como entre Padua y Fiume. ^{[ 165 ]} La correspondencia dentro del observatorio, particularmente entre Santini y otro astrónomo, Giuseppe Toaldo, mencionaba la importancia de las observaciones orbitales de cometas y planetas. ^{[ 166 ]}

En 1950, Fred Lawrence Whipple propuso que, en lugar de ser objetos rocosos que contienen algo de hielo, los cometas eran objetos helados que contienen algo de polvo y roca. ^{[ 167 ]} Este modelo de "bola de nieve sucia" pronto fue aceptado y pareció estar respaldado por las observaciones de una armada de naves espaciales (incluida la sonda Giotto de la Agencia Espacial Europea y las Vega 1 y Vega 2 de la Unión Soviética ) que volaron a través de la coma del cometa Halley en 1986, fotografiaron el núcleo y observaron chorros de material en evaporación. ^{[ 168 ]}

El 22 de enero de 2014, científicos de la ESA informaron de la detección, por primera vez definitiva, de vapor de agua en el planeta enano Ceres , el objeto más grande del cinturón de asteroides. ^{[ 169 ]} La detección se realizó utilizando las capacidades de infrarrojo lejano del Observatorio Espacial Herschel . ^{[ 170 ]} El hallazgo es inesperado porque los cometas, no los asteroides, se consideran típicamente como los que "generan chorros y columnas". Según uno de los científicos, "las líneas entre cometas y asteroides se están volviendo cada vez más difusas". ^{[ 170 ]} El 11 de agosto de 2014, los astrónomos publicaron estudios, utilizando por primera vez el Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) , que detallaban la distribución de HCN , HNC , H2CO y polvo dentro de las comas _de los cometas C/2012 F6 (Lemmon) y C/2012 S1 (ISON) . ^{[ 171 ] [ 172 ]}

• La Armada Halley describe el conjunto de misiones de naves espaciales que visitaron y/o realizaron observaciones del perihelio del cometa Halley en la década de 1980. ^{[ 173 ]}
• Deep Impact . El debate continúa acerca de cuánto hielo hay en un cometa. En 2001, la nave espacial Deep Space 1 obtuvo imágenes de alta resolución de la superficie del cometa Borrelly . Se encontró que la superficie del cometa Borrelly es caliente y seca, con una temperatura de entre 26 y 71 °C (79 y 160 °F) , y extremadamente oscura, lo que sugiere que el hielo ha sido eliminado por el calentamiento solar y la maduración, o está oculto por el material similar al hollín que cubre Borrelly. ^{[ 174 ]} En julio de 2005, la sonda Deep Impact voló un cráter en el cometa Tempel 1 para estudiar su interior. La misión arrojó resultados que sugieren que la mayor parte del hielo de agua de un cometa está debajo de la superficie y que estos depósitos alimentan los chorros de agua vaporizada que forman la coma de Tempel 1. ^{[ 175 ]} Renombrada EPOXI , realizó un sobrevuelo del cometa Hartley 2 el 4 de noviembre de 2010.  
• Ulises . En 2007, la sonda Ulises atravesó la cola del cometa C/2006 P1 (McNaught) y registró datos sobre la interacción de la cola y los vientos solares durante un período de cinco días. ^{[ 176 ]}
• Stardust . Los datos de la misión Stardust muestran que los materiales recuperados de la cola de Wild 2 eran cristalinos y solo pudieron haber sido "nacidos en el fuego", a temperaturas extremadamente altas de más de 1000 °C (1830 °F) . ^{[ 177 ] [ 178 ]} Aunque los cometas se formaron en el Sistema Solar exterior, se cree que la mezcla radial de material durante la formación temprana del Sistema Solar redistribuyó el material por todo el disco protoplanetario. ^{[ 179 ]} Como resultado, los cometas contienen granos cristalinos que se formaron en el Sistema Solar interior primitivo y caliente. Esto se observa en los espectros de los cometas, así como en las misiones de retorno de muestras. Más recientemente aún, los materiales recuperados demuestran que el "polvo de cometa se asemeja a los materiales de asteroides". ^{[ 180 ]} Estos nuevos resultados han obligado a los científicos a repensar la naturaleza de los cometas y su distinción de los asteroides. ^{[ 181 ]}  
• Rosetta . La sonda Rosetta orbitó el cometa Churyumov-Gerasimenko . El 12 de noviembre de 2014, su módulo de aterrizaje Philae aterrizó con éxito en la superficie del cometa, siendo la primera vez en la historia que una nave espacial aterriza en un objeto de este tipo. ^{[ 182 ]}

Aproximadamente una vez cada década, un cometa se vuelve lo suficientemente brillante como para ser notado por un observador casual, lo que lleva a que dichos cometas sean designados como grandes cometas. ^{[ 129 ]} Predecir si un cometa se convertirá en un gran cometa es notoriamente difícil, ya que muchos factores pueden hacer que el brillo de un cometa se desvíe drásticamente de las predicciones. ^{[ 184 ]} En términos generales, si un cometa tiene un núcleo grande y activo, pasará cerca del Sol y no será oscurecido por el Sol visto desde la Tierra en su punto más brillante, tiene posibilidades de convertirse en un gran cometa. Sin embargo, el cometa Kohoutek en 1973 cumplió con todos los criterios y se esperaba que se volviera espectacular, pero no lo hizo. ^{[ 185 ]} El cometa West , que apareció tres años después, tenía expectativas mucho menores, pero se convirtió en un cometa extremadamente impresionante. ^{[ 186 ]}

El Gran Cometa de 1577 es un ejemplo bien conocido de un gran cometa. Pasó cerca de la Tierra como un cometa no periódico y fue visto por muchos, incluidos los reconocidos astrónomos Tycho Brahe y Taqi ad-Din . Las observaciones de este cometa, junto con la nova de 1572, pusieron en duda la visión aristotélica de un universo constante. ^{[ 187 ]}

A finales del siglo XX se produjo un largo periodo sin la aparición de grandes cometas, seguido de la llegada de dos en rápida sucesión: el cometa Hyakutake en 1996, seguido del Hale-Bopp , que alcanzó su máximo brillo en 1997 tras haber sido descubierto dos años antes. El primer gran cometa del siglo XXI fue el C/2006 P1 (McNaught), que se hizo visible a simple vista en enero de 2007. Fue el más brillante en más de 40 años. ^{[ 188 ]}

Un cometa rasante es un cometa que pasa extremadamente cerca del Sol en el perihelio, generalmente a unos pocos millones de kilómetros. ^{[ 189 ]} Si bien los cometas rasantes pequeños pueden evaporarse por completo durante un acercamiento tan cercano al Sol , los cometas rasantes más grandes pueden sobrevivir a muchos pasos por el perihelio. Sin embargo, las fuertes fuerzas de marea que experimentan a menudo provocan su fragmentación. ^{[ 190 ]}

Aproximadamente el 90% de los cometas rasantes observados con SOHO pertenecen al grupo Kreutz , que se origina a partir de un cometa gigante que se fragmentó en muchos cometas más pequeños durante su primer paso por el sistema solar interior. ^{[ 191 ]} El resto incluye algunos cometas rasantes esporádicos, pero se han identificado otros cuatro grupos de cometas relacionados entre ellos: los grupos Kracht, Kracht 2a, Marsden y Meyer. Los grupos Marsden y Kracht parecen estar relacionados con el cometa 96P/Machholz , que es el progenitor de dos corrientes de meteoros , las Cuadrántidas y las Ariétidas . ^{[ 192 ]}

De los miles de cometas conocidos, algunos exhiben propiedades inusuales. El cometa Encke (2P/Encke) orbita desde fuera del cinturón de asteroides hasta justo dentro de la órbita del planeta Mercurio, mientras que el cometa 29P/Schwassmann-Wachmann actualmente viaja en una órbita casi circular completamente entre las órbitas de Júpiter y Saturno. ^{[ 193 ]} 2060 Chiron , cuya órbita inestable está entre Saturno y Urano , fue clasificado originalmente como un asteroide hasta que se notó una coma tenue. ^{[ 194 ]} De manera similar, el cometa Shoemaker-Levy 2 fue designado originalmente como el asteroide ¹⁹⁹⁰ UL _3. ^{[ 195} ]

Los centauros suelen comportarse con características tanto de asteroides como de cometas. ^{[ 196 ]} Los centauros pueden clasificarse como cometas, como 60558 Echeclus y 166P/NEAT . 166P/NEAT fue descubierto cuando presentaba una coma, por lo que se clasifica como cometa a pesar de su órbita, y 60558 Echeclus fue descubierto sin coma, pero posteriormente se volvió activo, ^{[ 197 ]} y luego fue clasificado como cometa y asteroide (174P/Echeclus). Un plan para Cassini consistía en enviarla a un centauro, pero la NASA decidió destruirlo en su lugar. ^{[ 198 ]}

Los cometas son nombrados por el Centro de Planetas Menores de la Unión Astronómica Internacional . Los nombres comienzan con un prefijo relacionado con la órbita del objeto: P/ para un período de 200 años o menos, C/ en caso contrario, X/ para desconocido y D/ para un cometa periódico que ha desaparecido . Después del prefijo se indica la fecha de descubrimiento como un año numérico, con una letra mayúscula para la mitad del mes. La información adicional codificada en el nombre incluye observaciones de retornos. El sistema comenzó en 1995. ^{[ 206 ]}