Desconexión de la cola de plasma cometa Hyakutake. Cortesía ENCKE-NASA
El
resultado de la interacción entre la cola iónica de un cometa y
el campo magnético solar, es la desconexión de la cola iónica
cometaria.
Desconexión
de la cola de plasma cometa Hyakutake. Cortesía ENCKE-NASA
Un
cometa consta de tres partes: El núcleo, fuente de todos los
procesos comentarios. De forma cuasi esférica, es una estructura
congelada de dióxido de carbono CO2, cianuro de
hidrogeno HCN, amoniaco NH 3, metano CH4,
monóxido de carbono CO y otros compuestos de carbono y azufre,
generalmente volátiles, que rodean un parte central mas interior
al parecer de silicatos de hierro, magnesio y manganeso. La coma
o atmósfera, no se forma hasta que el núcleo se halle a una
distancia al sol menor o igual a 6 unidades astronómicas,
distancia a la cual el material de la superficie se sublima
violentamente formando la coma de tamaños que oscilan entre 103
Y 50X10>6 kilómetros de radio. La cola de polvo,
está formada por partículas micrométricas y que se
extiendedesde el cometa en dirección radial respecto al sol,
hacia el exterior del sistema solar. La cola iónica o de plasma,
esta constituida por material ionizado, debido a la radiación
electromagnética y a partículas provenientes del sol. Su
estructura y conducta física se explican a partir del estudio de
su interacción con el flujo de partículas, los campos
electromagnéticos, especialmente el magnético, originados en el
sol. Las colas alcanzan longitudes de 50 a 300 millones de kilómetros.
Cuando un cometa se acerca al sol, el núcleo absorbe radiación
electromagnética, aumentando su energía interna hasta alcanzar
la temperatura de sublimación, entonces el material de la
superficie pasa del estado sólido al gaseoso. los gases escapan
a velocidades de algunas décimas de kilómetros por segundo. Una
simulación con ordenador de esos eventos predice unos 1200
procesos y reacciones. Hannes Alfven, del Real Instituto de
Tecnología de Estocolmo, propuso la novedosa idea de que la
materia que hace parte del "viento solar", transportaría
el campo magnético solar hacia el exterior. Su trabajo mostró
que el campo magnético juega un papel primordial en el
acoplamiento del plasma solar con el plasma cometario y la
posterior formación de la cola iónica o de plasma. Este modelo
que incluye el concepto del campo "congelado", goza hoy
de aceptación general. Las observaciones y estudios de John C
Brandt y Malcolm B. Niedner de Arizona han permitido profundizar
en el mencionado modelo teórico. El viento solar y su campo magnético,
fluyen hacia el exterior a unos 400 kilómetros por segundo. Los
iones del cometa se dirigen hacia el sol, al parecer a unos pocos
kilómetros por segundo. Cuando ocurre la colisión la fuerza de
Lorentz nos permite establecer que pasa con cada ion: Si el campo
eléctrico
E=0 
m: masa de iones.
V: Velocidad de un ión.
q: Carga eléctrica.
B: Campo magnético.
c:
Rapidez de propagación O.E.M. en el vacío.
En el caso
astronómico y por comodidad: 
Entonces.
Surgen las tres ecuaciones diferenciales:
Cuyas soluciones son:
Las componentes en X e Y satisfacen si :
Es constante. Ahora
podemos escribir:
Cuyas respectivas soluciones son:
El desplazamiento en Z es una función vectorial lineal tiempo. Analicemos el desplazamiento en X, Y
Es
el radio de giro de la partícula ionizada cuyo eje es la dirección
de B. En consecuencia W es la rapidez angular. 
Los
iones cometarios no pueden moverse libremente a través del campo
magnético solar sino que describen trayectorias helicoidales
alrededor de las líneas de campo magnético. A 1 millón de kilómetros,
o mas del núcleo, los iones ya capturados por las líneas de
campo magnéticos se mueven ahora hacia el cometa, en la misma
dirección que el viento solar. En la medida en que el viento
solar recibe iones cometarios, va experimentando un aumento en su
masa, que lo obliga a desacelerarse conservando así su cantidad
de movimiento. Con el tiempo la masa de iones capturados es tal,
que las presiones hacia al exterior del cometa por parte de sus
gases y sus iones se compensan con las ejercidas por el viento
solar. El movimiento se detiene. Los campos magnéticos
comprimidos sin solución de continuidad forman una barrera magnética
también en reposo. Entonces de acuerdo con Alfven el campo magnético
se halla congelado en la materia. Si 
es el
vector densidad de corriente y 
la intensidad de campo magnético
: 
Donde µ es la
permeabilidad magnética , 
la conductividad y 
.
Si
p es la densidad, la ecuación de continuidad es : 
Escribiendo
: 
Y
reemplazando E : 
como
: 
Ya
que 
En el medio interplanetario la resistencia R
tiende a cero, entonces se hace infinita y con ello : 
La anterior ecuación me permite
tratar el evento una vez el sistema a abandonado el estado de
reposo y continúa moviéndose contra el cometa y hacia el
exterior. La ecuación nos dice que la materia arrastra en su
movimiento a las líneas de campo, y si el movimiento relativo
entre la materia y las líneas de campo es despreciable, el campo
magnético continúa congelado en la materia. 
Esta configuración física se
consolida con el tiempo y se hace dominante, hasta tal punto que
cuando el cometa, en su movimiento orbital pasa de un sector de
campo magnético solar, a otro cuyas líneas de campo tienen
sentido contrario, la respuesta de la cola ionica a esta inversión
magnética, es su desconexión del cometa y esté en plena
actividad inmediatamente genera una nueva cola acoplada al nuevo
sector magnético la cola desconectada continúa su trayectoria
acoplada al viento solar y a su antiguo campo magnético. Si
deseamos estudiar como se modifica el campo magnético por un
desplazamiento en el interior de la materia entonces: 
Pues la trayectoria es helicoidal,
entonces : 
Podemos entonces
escribir las siguientes expresiones : 
Finalmente
: 
Su integración
debida a Walen permite estudiar la evolución temporal del
antiguo campo magnético inmerso en la cola desconectada que se
aleja del cometa.
BIBLIOGRAFIA
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