Un vistazo a la composición del primer cometa interestelar – 2I / Borisov

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.

El primer objeto de su clase

El cometa 2I/Borisov fue detectado en 2019 por el aficionado G. Borisov utilizando un telescopio de 0,65 metros que diseñó y construyó ¡él!. Su trayectoria a través de nuestro Sistema Solar y una órbita hiperbólica nos dicen claramente que proviene de fuera del Sistema Solar . 2I / Borisov es el segundo intruso interestelar de nuestro Sistema Solar, después de 1I / ‘Oumuamua. A diferencia de 1I / ‘Oumuamua, se observó que 2I /Borisov estaba desgasificando activamente el material y entonces fue etiquetado como el primer cometa interestelar. Un cometa cuando pasa cerca del Sol, se calienta y comienza a liberar gases.

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.

1I / ‘Oumuamua, por otro lado, fue descubierto (en Octubre de 2017) cuando ya estaba saliendo del Sistema Solar, lo que dificulta los estudios detallados. Específicamente, no se realizaron detecciones espectroscópicas de gas para 1I / ‘Oumuamua. 

2I / Borisov, parecido a los cometas del Sistema Solar con polvo y gases volátiles, brindó oportunidades para que los astrónomos aprendieran sobre su composición química.

Los descubrimientos

Los cometas pasan la mayor parte de su vida a grandes distancias de cualquier estrella, tiempo durante el cual su composición interior permanece relativamente inalterada. Por lo tanto, las observaciones de los cometas pueden proporcionar una visión directa de la química que ocurrió durante su nacimiento en el momento de la formación planetaria. En el caso de 2I / Borisov, brinda la oportunidad de probar la composición primordial de un sistema estelar completamente diferente.

 2I / Borisov fue observado el Telescopio Espacial Hubble (HST) y el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), en el otoño / invierno de 2019. El cometa estaba cerca del perihelio de su trayectoria entorno al Sol y entonces, su actividad de desgasificación debido al calentamiento fue más alta. Mientras que el HST observó al cometa en el ultravioleta utilizando su espectrógrafo Cosmic Origins (COS), ALMA lo observó en longitudes de onda milimétricas. El objetivo era buscar evidencia espectroscópica de un conjunto de moléculas que se encuentran comúnmente en los cometas del Sistema Solar. Por ejemplo H 2 O, CO, HCN, etc..De modo de comprender sus cantidades relativas en este cometa, para ubicarlo en el contexto de los cometas del Sistema Solar.

Gran Abundancia de Monóxido de Carbono.

La mayoría de las propiedades de 2I / Borisov son similares a las de los cometas del Sistema Solar. El resultado que se destacó de las observaciones del HST y ALMA y su posterior análisis, fue la concentración de monóxido de carbono o CO. Ambos telescopios detectaron fuertes líneas de emisión espectral de CO cuyas intensidades se utilizaron para deducir la cantidad de CO que se libera del cometa.

Los resultados muestran una relación de abundancia extraordinariamente alta de CO a H 2 O de alrededor del 35-155%. Esta es mucho más alta que el valor promedio del 4% en los cometas de nuestro Sistema Solar (Figura 1).  Los cometas de la nube de Oort , provienen de una parte mucho más fría y rica en gases volátiles del Sistema Solar Exterior. Ellos solo tienen una relación CO / H 2 en el rango de 10% a 24% (Figura 2). Esto convierte a 2I / Borisov en uno de los cometas más ricos en CO jamás observados.

Figuras

Figura 1 (Figura 3 de Bodewits et al.). Las relaciones de abundancia elemental con respecto al oxígeno atómico se muestran para 2I / Borisov, 67P / Churyumov-Gerasimenko y cometas promedio. Las barras de error indican una incertidumbre de 1σ y los límites superiores se indican con puntas de flecha debajo del símbolo. La relación C / O de 2I / Borisov se destaca claramente en comparación con los cometas promedio del Sistema Solar.
Figura 2 (Figura 4 de Cordiner et al.). Histograma que muestra las relaciones de mezcla de CO / HCN previamente publicadas observadas en los cometas del Sistema Solar. Se muestran veinticuatro cometas de la Nube de Oort y tres cometas de la familia de Júpiter. Se destaca la 
relación CO / HCN inusualmente alta de 2I / Borisov (630 200-340 ). También se destaca el valor atípico químicamente peculiar de C / 2016 R2 (PanSTARRS) , que tenía CO / HCN = 26,400. La barra negra horizontal indica el rango de incertidumbre en el valor derivado.

¿Qué nos dice esto sobre el cometa?

La riqueza de CO de 2I / Borisov nos habla de las propiedades químicas del disco protoplanetario en el cual se originó. Implica que ellas son muy diferentes a las del disco de formación del Sistema Solar.

ALMA ha observado varios discos protoplanetarios. Muchos, se extienden bastante más allá de la distancia (con respecto a sus estrellas anfitrionas) donde se cree que se formaron nuestros propios cometas. Los confines de estos extensos discos son extremadamente fríos, lo que significa que un gas altamente volátil como el CO se puede encontrar en grandes cantidades. 

Es posible que 2I / Borisov provenga de un sistema con uno de estos discos más grandes. El equipo del HST considera una posibilidad para el lugar de nacimiento de 2I / Borisov. Sugiere un disco rico en carbono alrededor de una estrella enana roja fría. Estas estrellas tienen las bajas temperaturas y luminosidades donde podría formarse un cometa con el tipo de composición que se encuentra en el cometa Borisov. Las interacciones gravitacionales con un planeta que orbita en los confines del sistema podrían haber expulsado al cometa.

De hecho, los autores señalan que los modelos dinámicos de nuestro Sistema Solar hacen una predicción interesante. Es, que un gran número de cometas en nuestra Nube de Oort podrían ser intrusos interestelares.

Qué nos depara el futuro

Los dos objetos interestelares, 1I / ‘Oumuamua y 2I / Borisov, de alguna manera han marcado el comienzo de un área completamente nueva de exoplanetología. Se trata del estudio de los desechos de otros sistemas estelares. Esperamos encontrar más visitantes interestelares en un futuro cercano con telescopios de exploración de próxima generación como el Observatorio Vera C. Rubin. Quizás también estudiarlos de cerca con misiones ambiciosas como el Comet Interceptor .

Nota

Este astrobites describe dos artículos que se publicaron en el mismo número de Nature Astronomy que ponemos a continuación. Se refieren a mediciones de composición complementarias del cometa interestelar 2I / Borisov.

Artículo 1

Título: El cometa interestelar 2I / Borisov, rico en monóxido de carbono.

Autores: D. Bodewits, JW Noonan, PD Feldman, MT Bannister, D. Farnocchia, WM Harris, J.-Y. Li, KE Mandt, J. Wm. Parker y Z.-X. Xing

Institución del primer autor: Departamento de Física, Centro de Ciencias Leach, Universidad de Auburn, Auburn, AL, EE. UU.

Estado: Publicado en Nature Astronomy [ acceso cerrado ] 

Y

Artículo 2

Título Abundancia de CO inusualmente alta del primer cometa interestelar activo

Autores : MA Cordiner, SN Milam et al.

Institución del primer autor : División de Exploración del Sistema Solar, Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, Greenbelt, MD, EE. UU. Departamento de Física, Universidad Católica de América, Washington DC, EE. UU.

Estado : Publicado en Nature Astronomy [ acceso cerrado ] 

Fuente: Astrobites.

Artículo original: «A glimpse into the composition of the first interstellar comet – 2I/Borisov«. Ishan Mishra.  Daily Paper Summaries, Astrobites. Sep 10, 2020.

Material relacionado

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.

El artículo siguiente describe los hallazgos de ALMA respecto a la composición de 2I / Borisov y contiene además una selección de recursos sobre el mismo.

Marcar el enlace permanente.

Comentarios cerrados.