ALMA revela una composición inusual del cometa interestelar 2I / Borisov.

Impresión artística del cometa interestelar 2I / Borisov mientras viaja a través de nuestro Sistema Solar. Agrandar imagen.
Este misterioso visitante de las profundidades del espacio es el primer cometa identificado de manera concluyente de otra estrella. El cometa consiste en una aglomeración suelta de hielos y partículas de polvo, y es probable que no mida más de 3,200 pies (975 metros) de diámetro, aproximadamente la longitud de nueve campos de fútbol. El cometa expulsa gas cuando se acerca al Sol y se calienta.
Crédito: NRAO / AUI / NSF, S. Dagnello.

2I / Borisov probablemente se formó en un ambiente extremadamente frío, muestran altas cantidades de monóxido de carbono.

Vista de la matriz de telescopios ALMA.
Crédito : ESO / ALMA.

Un visitante galáctico ingresó a nuestro Sistema Solar el año pasado: el cometa interestelar 2I / Borisov. Cuando los astrónomos enfocaron la matriz Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) hacia el cometa los días 15 y 16 de Diciembre de 2019, por primera vez observaron directamente los productos químicos almacenados dentro de un objeto desde un sistema planetario que no es el nuestro. Esta investigación se publica en línea el 20 de abril de 2020 en la revista Nature Astronomy .

Las observaciones de ALMA de un equipo de científicos internacionales liderados por Martin Cordiner y Stefanie Milam en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, revelaron que el gas que salía del cometa contenía cantidades inusualmente altas de monóxido de carbono (CO). La concentración de CO es más alta de lo que cualquiera haya detectado en un cometa dentro de 2 au del Sol (a menos de 186 millones de millas, o 300 millones de kilómetros) [1]. Se estimó que la concentración de CO de 2I / Borisov era entre nueve y 26 veces mayor que la del cometa promedio del Sistema Solar.

ALMA observó gas de ácido cianhídrico (HCN, a la izquierda) y de monóxido de carbono (CO, a la derecha) saliendo del cometa interestelar 2l/Borisov. Las imágenes de ALMA muestran que el cometa contiene una cantidad inusualmente elevada de gas de CO. ALMA es el primer telescopio en medir las concentraciones de gases emanados directamente del núcleo de un objeto proveniente de otro sistema planetario.
Créditos: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), M. Cordiner & S. Milam; NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello.

Los astrónomos están interesados ​​en aprender más sobre los cometas, porque estos objetos pasan la mayor parte de su tiempo a grandes distancias de cualquier estrella en ambientes muy fríos. A diferencia de los planetas, sus composiciones interiores no han cambiado significativamente desde que nacieron. Por lo tanto, podrían revelar mucho sobre los procesos que ocurrieron durante su nacimiento en discos protoplanetarios. «Esta es la primera vez que miramos dentro de un cometa desde fuera de nuestro Sistema Solar», dijo el Astroquímico Martin Cordiner, «y es dramáticamente diferente de la mayoría de los otros cometas que hemos visto antes».

ALMA detectó dos moléculas en el gas expulsado por el cometa: el cianuro de hidrógeno (HCN) y el monóxido de carbono (CO). Si bien el equipo esperaba ver HCN, que está presente en 2I / Borisov en cantidades similares a las encontradas en los cometas del Sistema Solar, se sorprendieron al ver grandes cantidades de CO. «El cometa debe haberse formado a partir de material muy rico en hielo de CO, que solo está presente a las temperaturas más bajas que se encuentran en el espacio, por debajo de -420 grados Fahrenheit (-250 grados Celsius) «, dijo la científica planetaria Stefanie Milam.

Izquierda: Una nueva imagen del cometa interestelar 2l / Borisov, tomada con el espectrómetro de imágenes de baja resolución del Observatorio WM Keck en Hawai.  
Derecha: Una imagen compuesta del cometa con una foto de la Tierra para mostrar la escala. Más información.
Créditos: Pieter van Dokkum, Cheng-Han Hsieh, Shany Danieli, Gregory Laughlin.

“ALMA ha sido fundamental para transformar nuestra comprensión de la naturaleza del material cometario en nuestro propio Sistema Solar, y ahora con este objeto único que proviene de nuestros vecinos de al lado. Es solo debido a la sensibilidad sin precedentes de ALMA a longitudes de onda submilimétricas que podemos caracterizar el gas que sale de tales objetos únicos «, dijo Anthony Remijan, del Observatorio Nacional de Radioastronomía en Charlottesville, Virginia, y coautor del artículo.

El monóxido de carbono es una de las moléculas más comunes en el espacio y se encuentra dentro de la mayoría de los cometas. Sin embargo, hay una gran variación en la concentración de CO en los cometas y nadie sabe por qué. Algo de esto podría estar relacionado con el lugar del Sistema Solar en el que se formó un cometa; algunos tienen que ver con la frecuencia con la que la órbita de un cometa lo acerca al Sol y lo lleva a liberar sus hielos más fácilmente evaporables.

«Si los gases que observamos reflejan la composición del lugar de nacimiento de 2I / Borisov, entonces muestra que puede haberse formado de manera diferente a los cometas de nuestro propio Sistema Solar, en una región externa extremadamente fría de un sistema planetario distante», agregó Cordiner . Esta región se puede comparar con la región fría de cuerpos helados más allá de Neptuno, llamada Cinturón de Kuiper.

Investigadores del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) descubrieron un cinturón de polvo alrededor de Próxima Centauri, la estrella más cercana al Sol, mediante observaciones con el interferómetro ALMA. Semejante al Cinturón de Kuiper de nuestro Sistema Solar, representa el hallazgo de material remanente de la formación del sistema planetario más próximo al nuestro. Más información.
Crédito del video: ESO/M. Kornmesser.

El equipo solo puede especular sobre el tipo de estrella que albergaba el sistema planetario de 2I / Borisov. «La mayoría de los discos protoplanetarios observados con ALMA son alrededor de versiones más jóvenes de estrellas de baja masa como el Sol», dijo Cordiner. “Muchos de estos discos se extienden mucho más allá de la región donde se cree que se han formado nuestros propios cometas, y contienen grandes cantidades de gas y polvo extremadamente fríos. Es posible que 2I / Borisov provenga de uno de estos discos más grandes «.

Debido a su alta velocidad cuando viajó a través de nuestro Sistema Solar (33 km / s ó 21 millas / s), los astrónomos sospechan que 2I / Borisov fue expulsado de su sistema anfitrión, probablemente al interactuar con una estrella que pasa o con un planeta gigante. Luego pasó millones o miles de millones de años en un viaje frío y solitario por el espacio interestelar antes de ser descubierto el 30 de Agosto de 2019 por el astrónomo aficionado Gennady Borisov.

Gennady Borisov con el tubo del telescopio de 0,65 metros que construyó y usó para descubrir el nuevo cometa.
Crédito: G. Borisov / Sky & Telescope.

2I / Borisov es solo el segundo objeto interestelar que se detecta en nuestro Sistema Solar. El primero, 1I / ‘Oumuamua, se descubrió en Octubre de 2017, momento en el que ya estaba saliendo del Sistema Solar , lo que dificulta revelar detalles sobre si era un cometa, un asteroide u otra cosa. La presencia de un coma activa de gas y polvo alrededor de 2I / Borisov lo convirtió en el primer cometa interestelar confirmado.

Las trayectorias de Oumuamua y el cometa Borisov.
Crédito: Tony873004 / Wikimedia Commons.

Hasta que se observen otros cometas interestelares, la composición inusual de 2I / Borisov no puede explicarse fácilmente y plantea más preguntas de las que responde. ¿Es su composición típica de los cometas interestelares? ¿Veremos más cometas interestelares en los próximos años con composiciones químicas peculiares? ¿Qué revelarán acerca de cómo se forman los planetas en otros sistemas estelares?

«2I / Borisov nos dio la primera visión de la química que dio forma a otro sistema planetario», dijo Milam. «Pero solo cuando podamos comparar el objeto con otros cometas interestelares, sabremos si 2I / Borisov es un caso especial, o si cada objeto interestelar tiene niveles inusualmente altos de CO».

El Observatorio Nacional de Radioastronomía es una instalación de la National Science Foundation, operada bajo un acuerdo cooperativo de Associated Universities, Inc.

Nota

[1] Un cometa conocido como C / 2016 R2 (PanSTARRS), que provenía de la Nube de Oort, tenía niveles aún más altos de CO que Borisov cuando estaba a una distancia de 2.8 au del Sol.

Fuente: National Science Foundation (NSF), National Radioastronomy Observatory (NRAO).

Artículo original: ALMA Reveals Unusual Composition of Interstellar Comet 2I/Borisov. April 20, 2020.

Material relacionado:

El siguiente artículo contiene en su apartado «Material relacionado» una selección de recursos sobre el cometa 2I / Borisov:

Sobre Oumuamua, el lector puede visitar el siguiente artículo, que también contiene una selección de recursos sobre él:

Sobre la composición química de los cometas del Sistema Solar:

Curiosidades:

En un nuevo documento reunido en lo que debe ser un tiempo récord, Hein y dos colegas de i4IS, Adam Hibberd y Nikolaos Perakis abordan el desafío de llegar al cometa 2I / Borisov , señalando varias opciones con diferentes fechas de lanzamiento. El siguiente artículo lo presenta y contiene además en el apartado «Material relacionado», una selección de recursos sobre 2I / Borisov:

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