Estructura de los objetos del Cintur

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Estructura de los objetos del Cinturón de
Kuiper Vínculo con cometas.
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Pequeños cuerpos del Sistema Solar exterior.
-La población de pequeños cuerpos del sistema
solar exterior se compone de objetos de
diferentes clases, (cometas, objetos del cinturón
de Kuiper, y Centauros) que comparten una
característica común son ricos en hielos y
otros volátiles. -El conocimiento de su
composición y propiedades puede ayudar en la
comprensión de los procesos que dieron forma a
la nebulosa solar a grandes distancias
heliocéntricas y determinó la formación y
evolución de los planetas. Muchos resultados
observacionales están disponibles en estos
cuerpos, debido al éxito de misiones espaciales
y telescopios cada vez más potentes, pero aun
todos los instrumentos son incapaces de sondear
sus interiores. -Sin embargo, estamos empezando
a ver cómo estas, poblaciones aparentemente
diferentes, están vinculadas entre sí por
relaciones dinámicas ygenéticas. Objetivo
saber cómo pueden ser sus evoluciones térmicas,
cómo se podría lograr sus diferenciaciones
internas y cómo pueden verse afectados por la
evolución orbital?
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-Esta es una forma de vincular las propiedades de
la superficie con las propiedades internas. Se
nota La actividad del cometa es bien
interpretada si se supone que son objetos
pequeños, frágiles, porosos, rico en volátiles,
y de baja densidad. -Este punto de vista, a
pesar de las grandes diferencias observadas en
los pocos núcleos de cometas observados in situ,
no ha sido refutada. -Por otra parte, las
observaciones de los objetos del CKuiper indican
que es posible que sean objetos de gran tamaño,
probablemente objetos colisionales evolucionados
(Farinella y Davis, 1996), tal vez con densidades
más grandes. Paradoja Tenemos por un lado los
cometas, y por el otro una población de objetos
grandes y posiblemente más densos. Sabemos que
existe una relación dinámica entre ellos, pero
cómo podemos pasar de una población a otra?
Por lo tanto se hace un review del estado actual
de nuestros conocimientos sobre el tema,
teniendo en cuenta los resultados de modelado
térmico y los resultados de las observaciones.
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• 1. Introducción.
• -En los últimos años Se ha intentado entender el
  origen y la evolución de los
• objetos del CKuiper (KBO).
• -Existen factores desconocidos para identificar
  la relación origen/evolución,
• sin embargo, hay un factor que es ampliamente
  aceptado como un hecho
• estos objetos son la fuente de cometas de corto
  período.
• -Esto no es una restricción menor, ya que, en la
  actualidad, se ha desarrollado
• una notable cantidad de conocimientos de los
  cometas.
• Vamos a tratar de identificar la relación entre
  los cometas y los cuerpos
• que son suficientemente grandes como para
  someterse a una no
• despreciable cantidad de diferenciación.
• Trataremos el problema de la relación
  KBO/Cometas, desde los modelos de
• evolución térmica.
• -Nos preguntamosCuáles son las características
  de los cometas que se

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Es el desplazamiento gradual interno de los
cometas de corto período capaz de destruir
totalmente su historia anterior? Se cree que no,
y se demuestra reexaminando los resultados antes
obtenidos. -Tras el descubrimiento del primer
KBO, un gran número de KBO se han detectado
directamente a diferentes y cada vez mayores
distancias, lo que aumenta el área del SS en el
que se encuentran. -El CKuiper se extiende
quizá mucho más lejos de lo que conocemos, y
algunos objetos se pueden encontrar en todo el
camino a la nube de Oort. -Dada la gran
extensión de la región y las diferentes
condiciones termodinámicas que pueden estar
presentes, es imposible excluir cierta
variabilidad en la estructura de estos cuerpos
probablemente diferente contenido volátil y,
debido a las diferentes historias térmicas,
diferentes composiciones y tamaños de los
objetos. -Superponiendo con estas diferencias
locales, el efecto de la evolución de impacto
podría haber afectado a los diferentes cuerpos,
modificando sus superficies y contribuyendo a su
evolución térmica.
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Grandes impactos de cuerpos grandes ? origen de
familias de objetos

genéticamente relacionados. -Pero pueden diferir
en su composición, si el cuerpo original ya
estaba diferenciado. EntoncesPodría ser éste el
origen de algunos de los cometas de corto
período? No es seguro pero el conocimiento
actual parece sugerir esta relación genética. Si
es así, los cometas de CP podrían ser una
importante fuente de conocimiento acerca de los
KBOs. -La distribución de tamaños de los KBOs no
es bien conocida, pero debe estar relacionada a
las fases primordiales de la evolución del SS. Y
no puede descartarse que los cometas de CP no son
mas que la cola de esta distribución.


-De recientes observaciones y estudios teóricos,
está emergiendo que los objetos de la región
transneptuniana probablemente siguen una
distribución compleja de tamaños (Gladman et al.,
2001).
-En cuanto a las masas (y
densidades) que conciernen, se cuenta con algunos
datos para los objetos de mayor tamaño.
Varuna,
para la que se ha estimado su densidad (Jewitt y
Sheppard, 2002),
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podría ser una pila de escombros distorsionada
por rotación, por lo que sería


porosa a una escala
desconocida y de baja densidad ( 1000 Kg./m3).
-Con nuevos datos de la curva de luz,
Trilling y Bernstein (2006) concluyeron que las
densidades aparentes de los KBOs y Centauros
probablemente se encuentran en el rango de 500 a
1500 Kg./m3. Esto es más o menos coincidente con
la densidad aparente promedio de los cometas CP.
-Este acuerdo, junto con
consideraciones dinámicas, fortalece el vínculo
genético propuesto para KBOs/Cometas CP.

-Por el contrario,Jewitt y Luu (2004)
descubrieron que el espectro de Quaoar revelaba
la presencia de cristales de hielo en la
superficie. Hielo cristalino sólo se forma a
temperaturas por encima de 110 K, muy por encima
de la temperatura actual de Quaoar, que es de 50
K. Este fue seguido por muchos otros
descubrimientos similares. -Interpretación 1.
indicación de la actividad interior que conduce a
la generación de vulcanismo de hielo (Enceladus).



2. la exposición de las capas subyacentes de
hielo cristalino, luego de que las capas
superiores de hielo amorfo hayan sido eliminadas
por impactos. 3. el
hielo en la superficie haya sido calentado por
encima de 110 K
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por impactos de meteoritos. -En el primer caso,
la cristalinidad puede ser un indicador de la
diferenciación a la que el objeto se somete
(efectos de desintegración radiactiva, bombardeo
primordial, y compactación debido a la propia
gravedad del cuerpo). -Otro ejemplo de la
importancia de las colisiones es la
sorprendentemente elevada frecuencia de binarios
(ver capítulo Noll et al.). Pero la formación de
múltiples sistemas pide una mayor densidad del
disco de KBOs que permitió la formación de
cuerpos binarios y múltiples (y Nazzario Hyde,
2005). Esto implica que la probabilidad de
colisiones fue mayor que el actual. -Sin
embargo, las observaciones de KBO indican una
situación contradictoria 1. Varuna y otros KBOs
(Jewitt y Sheppard, 2002) ? interior poroso, 2.
Espectro de Quaoar ? presencia de cristales de
hielo proceso de
diferenciación, reducción de la porosidad
y evolución interna.
-Se discutirá los objetos incluidos en el
review desde el conocimiento acerca de sus
interiores por la observación y de los indicios
que se obtienen de los modelos de formación y
evolución térmica y conclusiones.
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2. Estructura y composición de objetos del
Cinturón de Kuiper como resultado de sus
orígenes. -Centramos la atención en los procesos
que pueden llevar a la formación de objetos fríos
y frágiles. Consideramos KBOs, Centauros y
Cometas de CP. (trabajos realizados en los
últimos años, desde un punto de vista dinámico,
indican que los KBOs pueden ser el origen de
Centauros y cometas CP (Fernández, 1980
Morbidelli, 2004)). -Desde un punto de vista
físico todos estos cuerpos, que se originaron en
el mismo lugar, deberían estar estrechamente
relacionados y tener intrínsecamente la misma
naturaleza física. -Los pequeños cuerpos del SS
exterior se caracterizan por un alto contenido de
volátiles, que pueden, bajo ciertas condiciones
conducir al desarrollo de una actividad
intrínseca debida a la sublimación y pérdida de
hielo de agua y compuestos de C de alta
volatilidad. -Las propiedades de estos pueden
ser el resultado de las condiciones físicas y
químicas que prevalecían en la nebulosa solar al
momento de su acreción y
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de los procesos que actúan sobre ellos durante su
subsiguiente evolución. -Sus presentes
estructuras y apariencias, han sido afectadas
por su historia dinámica, por la superficie de
envejecimiento (enrojecimiento de superficies por
irradiación), por su actividad (como en el caso
de los cometas), por su alto grado de movilidad
y por su evolución colisional. (este último
proceso, en particular, podría en gran medida
darles forma, por ej. los cometas podrían ser
fragmentos eyectados del CK)
-Teorías predicen que los
primeros que condensan crecen a través de
procesos de acumulación, que incluyen mutuas
colisiones de baja velocidad. En este proceso,
existen diferentes parámetros importantes, que
afectan tanto a la velocidad (turbulencia del gas
y fuerzas de drag) como a la distribución de masa
de granos (veloc. relativa de la partícula y
eficiencia de pegoteo). -La
importancia relativa de la inest. gravitacional
con respecto a la coagulación colisional puede
tener consecuencias en la estructura final de los
cometesimales y en la porosidad de los cuerpos
resultantes.
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-El tipo de química depende en gran medida del
modelo de referencia de la nebulosa protosolar.

-Los
primeros modelos 1. Grossman, 1972 asumen que
una mezcla de gases calientes presentes en la
nebulosa solar enfrían lentamente, manteniendo el
equilibrio termodinámico. 2. Morfill et al.
(1985) introdujo que la turbulencia localizada
podría ser la fuente más probable de la
viscosidad en los discos de acreción. 3. Fegley
y Prinn (1989) desafiaron la idea de que la
nebulosa estaba en reposo, demostrando que
incluso las especies más importantes en fase
gaseosa (N2 y NH3) no podrían lograr alcanzar el
equilibrio debido a las bajas temperaturas y las
concurrentes tasas de reacción química en la
región de los planetas exteriores. En el SS
exterior, puede significar que la cinética de C
permanece en forma de CO, y por lo tanto menos O
está disponible para formar hielo de agua. La
relación de masa de roca/hielo es 70/30, lo que
da una densidad de 2000kg/m3 similar a la que
se ha observado tanto a Tritón como a Plutón.
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-La detección de CO también es consistente para
bajas T durante la formación de cuerpos como
Tritón, Plutón y otros cuerpos helados. Pero,
señalan que varios procesos pueden superponerse y
modificar la química original del cometa.

-Por lo tanto, la interacción
entre procesos químicos, físicos, y dinámicos se
debe tomar en cuenta si se quiere descifrar el
origen y la evolución de los abundantes volátiles
químicamente reactivos (H, O, C, N, S) observados
en los cometas. -Estas consideraciones puede ser
la base para inferir la composición de KBO y la
de los cometas, en los que esperamos encontrar
compuestos volátiles, compuestos de C, tales como
CO siendo la especie dominante, pero sin excluir
una pequeña cantidad de CH4 de nebulosas
circumplanetarias, N2 es mas probable que NH3.
Los datos de Halley sobre CO/CH4 y N2/ NH3,
parecen apoyar esta hipótesis. -El proceso de
formación de aglomerados por acumulación de
granos sólidos submilimétricos han sido
estudiados experimental y numéricamente y está de
acuerdo con que la nebulosa solar primordial era
un ambiente adecuado para la producción de grupos
de granos ricos en hielo con una estructura
altamente
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porosa y fractal. Estos objetos son la
acumulación de agregados esponjosos. Si es así
entonces los cometas actuales son restos de esta
situación primordial. -Si los cometas se
originaron como planetesimales helados del
sistema solar exterior, sus núcleos tienen baja
resistencia (modelo pila de escombros) e in
homogeneidades (decenas a cientos de
metros). -Simulaciones experimentales de
laboratorio, usando partículas de polvo
micrométricas que impactan blancos sólidos a
diversas velocidades, parecen indicar la
formación de agregados abiertos (Blum et al.,
2000). Bombardeos lentos, generalmente resultan
en la formación de capas de polvo esponjosas. A
mayores velocidades de impacto, se observa un
crecimiento capas de polvo compacto. -Dato Los
cuerpos con tamaños por debajo de unas pocas
decenas de kilómetros no se ven afectados por la
compresión gravitacional. Resultado los cometas
pueden ser vistos como objetos de baja densidad,
formados lentamente a baja temperatura, pero
posiblemente caracterizados por una estructura
interna compleja que puede permitir su
fragmentación bajo algunas condiciones.
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-Se verificó que la presencia de una cantidad
limitada de elementos radiactivos no cambia su
evolución. -Los cuerpos más grandes, sin
embargo, si son formados tempranamente en la
evolución del SS, pueden tener diferentes
historias, debido a la contribución del
decaimiento radiactivo, desgasificación y
compactación por impacto. -Modelados de la
acreción en un CKuiper primordial masivo se
realizó por Stern (1996), Stern y Colwell (1997a,
b), y Kenyon y Luu (1998, 1999a, b). Y sus
resultados básicos están aproximadamente de
acuerdo. Todos producen naturalmente objetos del
tamaño de Plutón y aproximadamente el número
correcto de objetos de 100 km, en una escala de
tiempo que van desde 107 hasta 108 años. Sugieren
que la mayor parte de la masa en el disco se
encontró en los cuerpos de 10 km y menores. Y un
límite superior para escalas de tiempo de
acreción en la región del CKuiper parece ser el
tiempo de formación de Neptuno, ya que se supone
que la formación de Neptuno terminó de manera
eficiente el crecimiento de la región del CKuiper
(Farinella et al., 2000),
15
-Modelos detallados de KBOs muestran que estos
objetos pueden formarse en una escala de tiempo
de 10 a 100 my, mientras se mantengan muy bajas
velocidades de dispersiones (Kenyon, 2002). En
este caso, el efecto de los elementos
radiactivos puede ser insignificante. 3. El
efecto de los elementos radiactivos y la
porosidad. -Se describió la posible composición
de los KBOs en base a su origen. Ahora, se
considera el efecto de dos parámetros que pueden
condicionar su evolución, empezando con los
efectos de la descomposición de elementos
radiactivos. -Si el tiempo de formación es del
orden de 10-100 my, los KBOs son probablemente
calentados por 26Al atrapados u otros núcleos de
corta duración, sólo al comienzo de sus
vidas. Radionúcleos de corta vida ltlt 4.56 Gy edad
del sistema solar. -Hay evidencia definitiva de
la presencia de dos radionúcleos de corta vida
(10Be y 36Cl) y un caso convincente puede ser
hecho para la revisión de las estimaciones de
abundancias de varios otros del sistema solar
inicial (por ejemplo, 26Al, 60Fe y 182Hf).
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-La presencia de 10Be, es o bien el resultado de
la irradiación en la nebulosa solar o de la
captura de los rayos cósmicos galácticos en la
nube molecular protosolar. -Estimaciones
exactas de la abundancia de 60Fe en el SS
inicial, el cual se produce únicamente por la
núcleo síntesis estelar, indica que este
radionúcleo de vida corta se inyectó en la
nebulosa solar a partir de una fuente estelar
cercana. -Como tal, al menos dos fuentes
distintas (irradiación y la nucleosíntesis
estelar) son necesarias para dar cuenta de las
abundancias de radionúcleos de corta vida que se
estimó que están presentes en el SS temprano.
-Los niveles en los que los radionúcleos de
corta vida 26Al, 41Ca y 60Fe (y probablemente
36Cl) se mantienen en el galaxia son mucho
menores que las inferidas de los meteoritos en la
nebulosas solar temprana, y después de un retraso
de 108 años esencialmente ninguno de estos
radionúcleos se mantiene en la nube molecular de
la que formó el SS (Harper, 1996 Wasserburg et
al, 1996. Meyer y Clayton, 2000). ? procesos
cercanos estaban creando radionúcleos dentro de
106 años el nacimiento del SS.
17
-Más de un proceso estaba involucrado, ya que no
hay fuente propuesta que pueda producir al mismo
tiempo suficientemente 10Be y 60Fe. -La fuente
más plausible de 60Fe en el SS temprano es una
supernova de T II. Por lo tanto, la abundancia
inicial inferida de 60Fe en el SS primitivo
coloca su formación cerca de una estrella masiva
que se convirtió en una supernova, pero el
momento de este evento y la distancia a esta
supernova son inciertos. -Sin embargo, el
calentamiento por 26Al puede tener lugar durante
el mismo proceso de acreción. -El efecto de
combinación del crecimiento por acreción y
calentamiento interno por decaimiento de 26Al fue
investigado por Merk y Prialnik (2003) para una
composición de hielo amorfo y polvo, sin otros
volátiles. Encontraron que los objetos pequeños
se mantienen prácticamente sin verse afectados
por calentamiento radiactivo, mientras que sobre
cuerpos mayores no es lineal con el tamaño. Hay
un rango de tamaño intermedio (alrededor de 25
km), en donde la fracción de fusión y durabilidad
de agua líquida es máxima, y ??éste depende de la
distancia de formación.
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-Si agua líquida de hielo está presente, la
densidad de la capa que la contiene seguro será
más alta que la densidad del hielo. -El estudio
hecho por Consolmagno et al. (2006) de giros de
KBOs sugiere que la densidad media de estos
objetos es de aproximadamente 450 kg/m3 Estas
estimaciones coinciden más o menos con la
densidad aparente media de los cometas de
CP. Este acuerdo puede fortalecer el vínculo
genético propuesto entre KBOs y los cometas CP.
-Los KBOs probablemente tendrían composiciones
similares a los cometas y por lo tanto similares
densidades de grano. Como resultado, las
porosidades aparentes de los KBOs es probable que
estén en el rango de 60-70. Pero este análisis
parece limitarse a los KBO de tamaño "medio".
Los mayores KBO son sustancialmente más densos.
-Si bien todas las estimaciones son
modelo-dependientes y cuentan con grandes barras
de error, parece seguro decir que los cometas
tienen densidades de masa aparentes muy bajas.
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-Para poner estas cifras en perspectiva, tenemos
que mirar la composición del cometa y la densidad
del grano (porosidad libre de densidad) de esos
materiales. -En primer lugar, los cometas son
mezclas de hielo de agua con polvo compuesto de
silicatos hidratados, silicatos máficos y
orgánicos. -Si la "densidad del grano" de una
mezcla de materiales del cometa es de 1,8
103kg/m3 y las densidades aparentes de cometas
oscilan alrededor 0,5 103 kg/m3, la implicancia
es que los cometas tienen grandes porosidades.
-Para un cometa de densidad aparente 0,5 103
kg/m3 la porosidad aparente sería de
aproximadamente 65. -Este nivel de porosidad
indica que las estructuras cometarias son,
esencialmente bolas con más espacio vacío que
material sólido. -Por lo tanto, podría ser
razonable suponer que los pequeños e intermedios
KBO son completamente, o al menos en gran parte,
porosos (Capria y Coradini, 2006).
20
-Si suponemos que los cometas CP son los miembros
más pequeños de la familia de KBOs, también
tenemos que tener en cuenta el efecto de la
migración lenta de los cometas CP en el SS
interior. -Los cometas pierden sus compuestos
volátiles diferencialmente, y por esta razón la
abundancia de volátiles eyectados en la coma no
representa la abundancia del núcleo (Huebner y
Benkhoff, 1999). -Refieriéndonos al cometa
Tempel 1, los instrumentos del Deep Impact
revelaron que, incluso si la superficie de este
es notablemente homogéneo en albedo y color, tres
discretas áreas tienen la firma espectral de
hielo de agua (el 0,5 de la superficie). -Por
otra parte, es significativo que la medida de
este hielo en la superficie no sea suficiente
para producir la abundancia observada de flujo de
agua vista en la coma del cometa, lo que
significa que hay fuentes de agua por debajo de
la superficie del cometa. Es un descubrimiento
importante que confirma la porosidad de las capas
superficiales.
21
4. Modelos térmicos de objetos del Cinturón de
Kuiper. -Asumimos que los KBOs son ricos en
volátiles, porosos, como resultado de los datos
de observaciones de KBOs y las indicaciones de
los cometas que están relacionados genéticamente
con ellos. -Los modelos de evolución térmica de
KBO fueron tratados con dos tipos de enfoques,
correspondientes a dos puntos de vista
diferentes, ambos legítimos dando una gran
incertidumbre que existe acerca de la estructura
interna de los KBO Modelos desarrollados
originalmente para núcleos de cometas y modelos
originalmente desarrollados para satélites de
hielo (McKinnon et al.). -Si pensamos que
objetos más grandes que los cometas, como KBOs,
pueden ser cuerpos porosos y ricos en hielo, es
sencillo aplicarles los modelos desarrollados
para estudiar la evolución térmica del núcleo
cometario. -De hecho, es muy difícil trazar una
línea clara entre objetos de un determinado
tamaño compactos y diferenciados, y cuerpos de
hielo no compactos, porosos, casi homogéneos.
Las aproximaciones comúnmente utilizadas para
cometas pueden ser aplicadas a una gran variedad
de objetos.
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-La idea es que, si la relación entre cometas y
KBOs es real, entonces las propiedades observadas
de los cometas se pueden utilizar para limitar
los modelos KBOs, incluyendo baja temperatura de
formación, baja densidad (alta porosidad) y alto
contenido volátil, lo que significa, a su vez,
que es posible estudiar ambos tipos de cuerpos
con los mismos modelos teóricos. -En los modelos
de evolución térmicos de la actualidad, las
ecuaciones de difusión del calor y difusión de
gas se resuelven en un medio poroso, en el que el
gas de sublimación puede fluir a través de los
poros. Se considera 1.mezcla de hielos y
polvo 2.el flujo de regiones superficiales y
subterráneas se simula para diferentes composicion
es de gas y polvo, y propiedades. 3.temperatura
en la superficie ? por equilibrio entre la
energía solar que llega a la superficie,
la energía reemitida en el IR,
calor conducido al interior, y energía utilizada
para sublimar hielos superficiales. Si
sube, los hielos pueden comenzar a sublimar y el
núcleo inicial homogéneo puede diferenciarse,
dando lugar a una estructura en capas en la que
el límite entre las diferentes capas es un frente
de sublimación.
23
-Por los tamaños más grandes de los KBO y al
consecuente aumento de materiales refractarios,
el efecto de calentamiento de los elementos
radiogénicos, se toma generalmente en cuenta. ?
estos modelos tienen en cuenta dos fuentes de
calor Una que actúa desde la superficie (de
entrada solar) y una presente en todo el cuerpo ?
da lugar a patrones de evolución térmica más
complejas que en los núcleos de
cometas. -La cantidad de radioisótopos es
desconocida y no hay manera de medirlos en estos
modelos se ha supuesto que las abundancias de los
isótopos radiactivos de larga vida están en la
misma proporción que en las condritas C1 (Anders
y Grevesse, 1989), mientras que la cantidad de
26Al es variable. -Se describen los resultados
de este modelo aplicado a dos diferentes tipos de
cuerpos, que corresponden a dos hipótesis
diferentes sobre la composición y estructura
interna de los KBO 1. un cuerpo cuya
composición y densidad se heredan de los núcleos
típicos de cometas 2. otro mucho más denso y
rico en materiales refractarios.
24
4.1. Objetos del cinturón de Kuiper de baja
densidad y ricos en hielo. -En este caso se
considera la evolución térmica de KBOs con la
suposición de que son similares a los núcleos
cometarios, por lo que están utilizando los
parámetros que se consideran como estándar en los
modelos de cometas. -Se ha analizado qué
parámetros son fundamentales para estos modelos y
se han construido los casos alrededor de
ellos. Hemos visto que hay un número limitado de
parámetros clave la cantidad y el tipo de
radioisótopos, la composición del cuerpo
(especialmente la cantidad de polvo), el tamaño,
y la conductividad térmica. -Estos factores
afectan a la evolución de diferentes maneras.
-La cantidad y el tipo de radioisótopos
proporcionan diferentes velocidades de
calentamiento que también son una función del
tiempo. -El radioisótopo 26Al es una fuente de
calor muy intenso, y su abundancia afecta
fuertemente a la evolución del cuerpo. Su
presencia en KBOs es debatida, debido a la corta
vida media que presenta (105 años).
25
-La cantidad total de radioisótopos es una
función de la cantidad de materiales refractarios
(polvo) en el núcleo. - También, el polvo
afecta a la conductividad térmica general Cuanto
más grande es la relación polvo/hielo, mayor
será la conductividad térmica. -La combinación
de estos dos parámetros aumenta fuertemente el
proceso global de transferencia de calor. -La
estructura de hielo de agua también influye en la
evolución térmica del cuerpo. El hielo amorfo
puede ser un conductor de calor muy ineficiente.
-El proceso de cristalización es una gran
fuente de calor interna que, en condiciones
particulares da un aumento descontrolado de la
temperatura interna. -La estructura del cuerpo
en términos de porosidad y radio de los poros
tiene una fuerte influencia en la conductividad
térmica y, en la temperatura interna medios
porosos son conductores ineficientes. Baja
conductividad resulta en temperaturas más altas.
26
-El tamaño del cuerpo es importante. Trabajos
anteriores han mostrado que el calentamiento
radiogénico no es eficiente para pequeños
cuerpos. -Para estos modelos (De Sanctis et
al., 2001) se ha supuesto 1. T inicial de 30 K
a lo largo de todo el cuerpo (T plausible de la
nebulosa solar en regiones de formación
cometaria) 2. Densidad del polvo de 1000 Kg. m-3
(los granos son el resultado de un proceso de
acumulación ? altamente porosos). 3. Emisividad
1. 4. Porosidad inicial 0,8. 5. Radio inicial
del poro tiene un valor de10-5 m. -En estos
modelos, estamos asumiendo una cantidad inicial
baja de CO, pero estamos considerando sólo la
fracción de CO existentes como su propio
hielo. -El efecto combinado de los radioisótopos
y la insolación, conduce a un aumento en la
temperatura total del núcleo. -La temperatura
interna aumenta gradualmente, pero nunca alcanza
un valor lo suficientemente alto para permitir la
transición de fase cristalina El hielo amorfo
se conserva.
27

• Los principales resultados de los modelos de
  evolución térmica aplicados a los clásicos KBOs
  similares a cometas son
• el calentamiento interno debido al decaimiento
  radioactivo puede ser suficiente para movilizar a
  los volátiles, dando lugar a una estructura
  compuesta por capas.
• los primeros mts. debajo de la superficie, los
  hielos más volátiles están completamente ausentes
  debido a los efectos combinados de calentamiento
  solar e interno.
• por calentamiento radiogénico, la T interna
  puede llegar a ser muy alta para permitir la
  sublimación del CO de las capas internas.
• gas circula libre en el cuerpo (sistema de
  poros) y puede condensar en esas capas a menor
  T.
• el núcleo que resulta de calentamiento
  radiogénico tiene una estructura de capas
  entrelazadas de CO congelado y capas agotadas de
  él.
• Esta estructura es debida al hecho de que la T
  central tiende a elevarse por encima de la T de
  sublimación del CO.
• si la cantidad de radioisótopos de vida corta,
  como 26Al, es baja los modelos prevén que el
  hielo CO está confinado en el interior del
  núcleo.
• La profundidad a la que los volátiles se limitan
  depende del tipo de elemento radiactivo y a su
  cantidad.

28
-De estas simulaciones (De Sanctis et al., 2001)
(véase Figura 1) se puede ver que si el cuerpo es
rico en hielo y de baja densidad, un núcleo
indiferenciado puede sobrevivir, dependiendo
principalmente del tipo y la cantidad de
elementos radiogénicos contenido en el cuerpo,
pero también de los parámetros físicos asumidos.
-Los cuerpos que emergen de este escenario
conservan hielos amorfos ya que la T central no
sube demasiado. -Hay que recordar que la
conductividad térmica global calculada para
nuestros
modelos es bastante grande, y esta es un
parámetro clave para el aumento de la temperatura
interna. -Conductividades más pequeñas pueden
dar diferentes resultados con un aumento
descontrolado de la temperatura.
Figura 1
29
-De los resultados, los volátiles, consolidados
en el hielo amorfo, se conservan y están
presentes en todo el núcleo hasta que el cuerpo
se encuentra en el CKuiper. -En estos casos,
unas fuentes de moléculas volátiles, tales como
CO, observadas en la coma de cometas, podrían ser
los volátiles atrapados, liberados cuando se
produce la transición de fase del hielo
amorfo. -Todos los modelos desarrollados de KBOs
indican que el perfil de temperatura interna
puede haber sido afectada sustancialmente por
radionúcleos de corta y larga duración, con la
compañía de cambios en la composición y la
estructura (véase Figuras 2a, b).
Figuras 2a,b.
30
-Por otra parte, los modelos indican que las
regiones enriquecidas en especies volátiles, en
comparación con las abundancias iniciales
asumidas, surgen debido a la migración de gas y
congelamiento. -Podemos afirmar que si los KBOs
experimentan calentamientos radiactivos, su
estructura y composición se alteran
principalmente en la medida de considerables
pérdidas de volátiles y desviaciones importantes
de homogeneidad interna. 4.2. Objetos del
Cinturón de Kuiper ricos en polvo y mas
densos. -En este caso, la mayor parte de los
parámetros del modelo asumidos como referencia
son los valores comúnmente utilizados para la
composición de los núcleos cometarios (Huebner et
al., 2006). -El cuerpo tiene relativamente un
radio pequeño (100 km), se compone de polvo y
hielo de agua y CO2, y la temperatura inicial es
de 20 K en la totalidad del núcleo. Se considera
además 1.El hielo es inicialmente amorfo.
2.Densidad total del cuerpo,1.600 Kg./m3 y
porosidad de 0,3. 3.Órbita de semieje mayor de
43 UA y excentricidad de 0,05.
31
4.Se incluye una pequeña cantidad del
radioisótopo de corta duración, 26Al, en la
composición del polvo. -El efecto combinado de
radiogénesis (uniformemente distribuido en el
núcleo) y calentamiento solar, conduce a un
aumento de la temperatura global del núcleo.
-La T central aumenta, alcanzando la T de
sublimación de los hielos más volátiles. Sin
embargo, la temperatura interna no es lo
suficientemente alta para tener agua
líquida. -Se especula que cuerpos de este tipo
pueden ser profundamente alterados debido al
calentamiento radiogénico perdiendo el hielo
hipervolátil, como el CO. -Como cabría esperar,
los cuerpos que tienen un gran contenido de polvo
también se caracterizan por una conductividad
térmica más alta. -El calor generado en el
interior del cuerpo es transportado hacia la
superficie, y una gran parte del cuerpo se
caracteriza por un notable aumento de la
temperatura.
32
-El cuerpo en el que la relación polvo/hielo es
más alta, la T central aumenta, en alrededor de
105 años, de 20 a 230 K debido a la
descomposición del 26Al. -Se comprueba si los
resultados son compatibles con la convección
sólida. Esto se hizo suponiendo que la
convección puede ocurrir si el número crítico
Rayleigh ha sido superado. Se utilizaron dos
definiciones del número en presencia (Ra1) o en
ausencia (Ra2) de elementos radiactivos. Se asume
? densidad aparente a coeficiente de expansión
térmica kd difusividad térmica K
conductividad térmica ? la viscosidad sólido g
aceleración de la gravedad H generación de calor
debido a la presencia de elementos
radiactivos ?T el gradiente térmico en la capa
considerada como ?r, Tm temperatura de fusión A
coeficiente adimensional (Ra) Crit nro. crítico
de Rayleigh, (Schubert et al. (2001)
1000-2000) Ra1-Ra2 definición del nro de
Rayleigh en ausencia o presencia de
elem.radiactivos.
-Se comprobó que, asumiendo H 4,3 10-3, (Ra)
Crítico 1.000 sólo cuando están presentes
elementos radiactivos y ?0 1014 Pa, luego, Ra2
1500 - 3000 y la convección es posible.
33
-Por tanto, podemos afirmar que, cuando una
pequeña cantidad de elementos radiactivos está
presente, el efecto combinado de la radiación
solar y calentamiento radiogénico conduce a que
los KBOs que son fuertemente volátiles se agoten,
al menos en sus capas superiores. -Los KBOs
también están altamente diferenciados Un
resultado típico es que las capas entrelazadas
que son CO-agotadas y CO-enriquecidas son
encontradas, sobre todo cuando se consideran
cuerpos helados muy fríos y porosos. Si esto se
confirma, la evolución de KBOs inyectados en las
partes más calientes del SS será caracterizada
por una explosión de volátiles cuando las capas
enriquecidas alcancen la T de sublimación.
-Por último, un núcleo indiferenciado puede
sobrevivir, dependiendo del tamaño y el contenido
de elementos radiogénicos del cuerpo. -Según
estos modelos, los cometas pueden ser generados
por la fragmentación de un cuerpo rico en
volátiles, o por la destrucción de un gran objeto
diferenciado, que aún conserva en su interior una
cierta cantidad de hielo rico en volátiles.
34
5. El viaje en el Sistema Solar interior El
legado de Objetos-Cometas del Cinturón de
Kuiper. -En conclusión, los resultados obtenidos
hasta ahora son prometedores, aunque hay algunas
incertidumbres presentes. -La cantidad de
elementos radiactivos de corta vida no es fácil
de determinar, ya que está fuertemente
relacionada con la escala de tiempo de formación.
Cuanto más corto sea el tiempo de formación,
mayor será la cantidad de elementos radiactivos.
-Si la cantidad de elementos radiactivos de
corta vida es condrítico, entonces la cantidad
global de sustancias volátiles se agota, y sin
ellas la actividad cometaria no se puede
explicar. Sin embargo, los objetos más
empobrecidos aún conservan algo de gas en las
capas intermedias. -La gran variabilidad
observada en los cometas puede ser original o
puede estar relacionada con la interrupción de
colisiones de objetos de gran tamaño previamente
diferenciados, que pueden dar lugar a cuerpos con
diferente contenido de volátiles.
35
-Superponiendo estas diferencias están los
efectos de la evolución colisional y térmica de
estos cuerpos, que pueden alterar fuertemente la
estructura general o el contenido volátil. -Con
el fin de explicar el actual comportamiento de
los cometas, dos características principales se
preservaran porosidad y presencia de gases de
alta volatilidad. -Sabemos que existen cuerpos
localizados en órbitas inestables que están sin
duda ligados a KBOs, llamados Centauros. Estos
pueden ser vistos como transiciones entre los
KBOs y cometas (Levison y Duncan,1994 Hahn y
Bailey, 1990) -El hecho de que sus órbitas no
sean estables durante el tiempo de vida del SS,
sugiere que los Centauros anteriormente residían
en el CKuiper y sólo recientemente han alcanzado
sus órbitas actuales. -El comportamiento
diferente de estos se ha atribuido no sólo a
diferentes composiciones y contenidos volátiles,
sino también a la presencia o ausencia de una
corteza en su superficie. Tal corteza podría
inhibir la actividad y, en el caso de compuestos
orgánicos, enrojecen los espectros.
36
-Los Centauros pueden proporcionar información
composicional sobre los objetos más distantes del
CKuiper y también podrían proporcionar
información acerca de sus procesos posteriores.
-Si son cuerpos que vienen del CKuiper y
esperan convertirse en cometas CP, podemos
utilizarlos para inferir las características de
KBOs. -Se vio que los KBOs pueden ser
fuertemente empobrecidos en hipervolátiles en las
capas externas ? Si los Centauros son cuerpos que
provienen del CKuiper, deben estar en parte
diferenciados y posiblemente cubiertos por
cortezas orgánicas. -Cuando una corteza está
presente, las moléculas de gas no puede fluir
libremente a través de la capa de polvo,
difundiéndose desde el frente de sublimación a
través de la corteza. -Si consideramos CO sólo
en forma de hielo (sin gas atrapado en hielo
amorfo), el flujo de CO depende de la profundidad
a la cual el hielo de CO está situado. Si el
hielo de CO está presente varios kilómetros por
debajo de la superficie, la emisión de gas es
insignificante y este tipo de objeto se puede
considerar
37
inactivo (con un nivel de actividad por debajo
del umbral de detección). -Sin embargo, los
hielos volátiles podrían todavía estar presente
en el cuerpo bajo la corteza orgánica el flujo
de gas no es lo suficientemente fuerte como para
eliminar las partículas de polvo de la superficie
(Figura 4).
-La importancia de los Centauros en la
descripción general de la evolución de los
cuerpos helados del SS es que proveen pruebas de
la existencia de un almacenamiento temporal de
cuerpos, que puede sufrir una moderada evolución
termoquímica. -Además la evolución dinámica
puede llevarlos tanto al interior (que da origen
a los cometas CP) como fuera del sistema solar
interior.
Figura 4
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• 6.Cuestiones pendientes.
• En particular, hay que mejorar los conocimientos
  en las siguientes áreas
• Mecanismo de formación
• Composición original y estructura La cantidad de
  elementos volátiles no se conoce con exactitud, y
  sólo puede ser parcialmente inferido para cometas
  a través de su actividad y en proporciones
  relativas de los diferentes gases.
• Es arriesgado suponer igual composición de
  los KBO, Centauros y cometas.
• Distribución original de masas
• Evolución colisional