Cuando un cometa pierde todo su material volátil después de muchas órbitas alrededor del Sol, se convierte en un cometa "muerto" (como un asteroide, un centauro o lo que sea), véase por ejemplo 2015 TB145 .
¿Hay alguna forma de determinar el tiempo de vida de un cometa (expresado como el número de órbitas antes de que se convierta en un cometa muerto)?
Si no te importa una respuesta demasiado simplificada. Hay una relación relativamente directa. La vida de un cometa (en órbitas no años) depende de 3 factores. Su tamaño, su composición y lo cerca que pasa del sol.
Los cometas a menudo se denominan bolas de nieve sucias, pero la proporción de diferentes tipos de hielo y la cantidad de "suciedad" o material de silicato varía de un cometa a otro. La densidad media es de aproximadamente 0,6 g/cc. Esa variación es un factor en la cantidad de luz que se refleja en el cometa y en la facilidad con la que se derrite la superficie, pero para que esta respuesta sea un poco más fácil, ignoraré la composición y haré una suposición simplificada de que todos los cometas están hechos de básicamente hielo.
Con eso en mente, cuánto pierde un cometa por paso alrededor del sol se puede simplificar en pérdida de radio. Piense en un bloque de hielo sentado en el espacio, frente al sol. La tasa de sublimación sería simplemente un producto de qué tan cerca estaba el hielo del sol. No está muy lejos simplificar en exceso la tasa de fusión en términos de pérdida de radio en un paso cerca del sol.
El cometa Halley, por ejemplo, pasa bastante cerca del sol , a unas 0,587 unidades astronómicas (más cerca que Venus). Cuanto más cerca pasa un cometa del sol, más rápido se sublima. Se espera que Halley dure otros 100-125 orits. fuente _
Como se mencionó anteriormente, existe cierta variación en cuanto a la densidad y los diferentes materiales que componen un cometa, pero los factores principales son el perihelio y el tamaño del cometa.
Halley's tiene un diámetro de unos 8 KM. (en términos generales, es 16x8x8 km, forma de elipsoide). 8.000 metros en 100-125 pasadas sugiere que pierde entre 60 y 80 metros por pasada alrededor del sol y si estimamos que el "cometa muerto" después de 100 órbitas retiene de 1 a 3 KM de material rocoso, la tasa de fusión de referencia de Halley está en algún lugar entre los 30 y 60 metros por pasada alrededor del sol, o un metro cada dos días por sublimación. Un cometa con un perihelio de 0,8 AU o 1 AU perdería menos radio por paso.
Un cometa que pasa dentro de 0,3 AU en lugar de 0,6 podría perder alrededor de 4 veces más por día que cuando es golpeado por 4 veces la energía solar por metro cuadrado, pero pasa menos días debido a una órbita más rápida cerca del sol. Alguien podría ejecutar los cálculos basados en órbitas altamente elípticas, perihelio y energía solar por metro cuadrado en todo el paso. Tengo miedo de intentarlo yo mismo, pero sería algo menor que el cuadrado de la distancia debido a la velocidad orbital más rápida para un perihelio más pequeño.
Con esta estimación en mente, Wikipedia dice que un cometa rozando el sol con un perihelio de aproximadamente 0,055 AU y un radio inicial de aproximadamente 2-3 km podría sobrevivir a ese paso y medir aproximadamente 1 km. Eso sería una pérdida de 1,000-2,000 KM sobre el paso, pero es un paso muy cercano.
Creo que ese es el comienzo de una respuesta a esta pregunta. Cuanto más cerca del sol, más metros de radio perderá el cometa por órbita y calcular el radio que pierde tantos metros en cada pasada da una estimación aproximada de la vida del cometa. La sublimación puede comenzar tan lejos como la órbita de Saturno, pero a esa distancia la sublimación es muy lenta.