COMETAS EXTRASOLARES

Vienen de otras sistemas planetarios...

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COMETA EXTRASOLAR ES ANALIZADO CON ALMA

Astrónomos de ALMA revelan que el cometa extrasolar 2l/Brisov está compusto mayormente de hielo de monóxido de carbono - CO.

(20 Abril, 2020 ALMA / CA) El año pasado se detectó un segundo cometa extrasolar ingresando a nuestro Sistema Solar: el cometa interestelar 2I/Borisov. Los astrónomos del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA)apuntaron sus antenas hacia el cometa el 15 y 16 de diciembre de 2019 para estudiar su composición. Se pudo observar por primera vez, la composición química de un objeto proveniente de otro sistema planetario. Los hallazgos de esta observación se publicaron en línea el 20 de abril de 2020 en la revista Nature Astronomy.

Imagen arriba: Ilustración del cometa extrasolar 2l/Borisov mientras viaja por nuestro Sistema Solar. Proveniente de las profundidades del espacio es el primer cometa, a ciencia cierta, llegado de otra estrella. Está formado de una aglomeración poco compacta de pedazos de hielo y partículas de polvo, y probablemente tiene menos de 1 kilómetro de extensión. Al acercarse al Sol, el cometa se calienta y expele gas. Créditos: NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello.

Las observaciones realizadas con ALMA por un equipo internacional de científicos dirigido por Martin Cordiner y Stefanie Milam, del Centro de Vuelo Espaciales Goddard de la NASA, en Maryland (EE. UU.), revelaron que el gas liberado por el cometa contenía cantidades inusualmente elevadas de monóxido de carbono (CO). Se trata de concentraciones mayores a las de la mayoría de los cometas estudiados a una distancia de hasta 2 unidades astronómicas (UA) del Sol, es decir, 300 millones de kilómetros [1]. Se calcula, en efecto, que la concentración de CO de 2I/Borisov es entre 9 y 26 veces superior al promedio de los cometas de nuestro Sistema Solar.

Los cometas son objeto de gran interés para los astrónomos debido a que pasan la mayor parte del tiempo muy lejos de las estrellas de los sistemas donde se formaron, en entornos muy fríos. A diferencia de los planetas, su composición interna no cambia mucho desde el momento de su formación. Por lo tanto, pueden contener información valiosa sobre los procesos ocurridos durante su nacimiento en los discos protoplanetarios. “Esta es la primera vez que estudiamos el interior de un comenta ajeno a nuestro Sistema Solar, y es considerablemente distinto de la mayoría de los cometas que hemos observado hasta ahora”, afirma el astroquímico Martin Cordiner.

ALMA permitió detectar dos moléculas en el gas expulsado por el cometa debido a la sublimación [2] de sus hielos por el calor del Sol: ácido cianhídrico (HCN) y monóxido de carbono (CO). Aunque esperaban encontrar HCN, que 2I/Borisov resultó contener en cantidades similares a las de los cometas de nuestro Sistema Solar, los científicos quedaron sorprendidos con la gran cantidad de CO que observaron. “Este cometa debe haberse formado a partir de material con grandes concentraciones de CO congelado, que solo se encuentra en lugares con las temperaturas más bajas del espacio, bajo los -250 grados Celsius”, explica la astrónoma planetaria Stefanie Milam.

“ALMA ha contribuido así a cambiar nuestra forma de entender la naturaleza del material que compone los cometas de nuestro propio Sistema Solar y ahora de este particular objeto proveniente de otro sistema planetario. La sensibilidad sin precedentes de ALMA en el espectro submilimétrico ha permitido que seamos capaces de determinar las características del gas liberado por objetos tan únicos”, celebra Anthony Remijan, del Observatorio Radioastronómico Nacional de Estados Unidos, en Charlottesville (Virginia), quien firma el artículo como coautor.

Imagen arriba: Gases de ácido cianhídrico (HCN, a la izquierda) y de monóxido de carbono (CO, a la derecha) escapan del cometa interestelar 2l/Borisov. 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.

El monóxido de carbono es una de las moléculas más abundantes del espacio, y está presente dentro de la mayoría de los cometas. Aun así, su concentración en los cometas varía enormemente, y nadie sabe bien por qué. En parte, puede ser por el lugar del sistema solar donde se formó el cometa, y también por las características de su órbita y la cantidad de veces que está cerca al sol, provocando la sublimación de los gases congelados que contiene.

“Si los gases que observamos reflejan la composición del lugar de nacimiento de 2I/Borisov, significaría que se formó de una manera distinta de los cometas de nuestro Sistema Solar, en una zona extremadamente fría y alejada de un sistema planetario distante”, agrega Cordiner. Sería un lugar similar a la fría región llena de cuerpos congelados más allá de Neptuno conocida como el Cinturón de Kuiper.

Los astrónomos no pueden sino especular sobre el tipo de estrella del sistema planetario al que pertenece 2I/Borisov. “La mayoría de los discos protoplanetarios observados con ALMA giran alrededor de estrellas jóvenes y de baja masa como nuestro Sol”, señala Cordiner. “Mucho de estos discos se extienden bastante más allá de la zona donde se cree que se formaron nuestros propios cometas, y contienen grandes cantidades de polvo y gas extremadamente fríos. Es posible que 2I/Borisov provenga de uno de esos discos más grandes”.

Considerando la gran velocidad a la que atravesó nuestro Sistema Solar (118.800 kilómetros por hora), los astrónomos sospechan que 2I/Borisov fue eyectado de su sistema por la interacción con una estrella o un planeta gigante que se interpuso en su camino. A continuación, habría pasado millones o quizás miles de millones de años en un frío y solitario viaje por el espacio interestelar antes de ser atraido por el Sol y descubierto por el astrónomo aficionado Gennady Borisov, el 30 de agosto de 2019.

2I/Borisov es apenas el segundo objeto interestelar detectado a la fecha en nuestro Sistema Solar.[3] El primero, 1I/’Oumuamua, fue descubierto en octubre de 2017, pero como ya iba de salida fue difícil determinar si se trataba de un cometa, un asteroide u otra cosa. En el caso de 2I/Borisov, la presencia de un penacho activo de polvo y gas permitió confirmarlo como el primer cometa interestelar.

Mientras no se observen otros cometas interestelares, la inusual composición de 2I/Borisov seguirá ofreciendo más preguntas que respuestas: ¿es su composición normal en los cometas interestelares? ¿Veremos más cometas interestelares con composiciones químicas peculiares en los próximos años? ¿Qué nos enseñarán sobre cómo se forman los planetas en otros sistemas solares?

“El cometa 2l/Borisov nos dio un primer atisbo de la química que dio vida a otro sistema planetario”, señala Milam. “Pero solo cuando podamos compararlo con otros cometas interestelares sabremos si 2l/Borisov es un caso especial o si todos los objetos interestelares tienen cantidades elevadas de CO”.

Notas
[1]: Un cometa conocido como C/2016 R2 (PanSTARRS), proveniente de la Nube de Oort, contenía niveles de CO más elevados que Borisov cuando se encontraba a 2,8 UA del Sol.
[2]: Sublimación: Paso del estado sólido al gaseoso.
[3]: Existe cada vez más certeza que el objeto 1I/’Oumuamua era también un cometa extrasolar que no mostró los clásicos chorros de gases de la sublimación debido a que había perdido la mayor parte de sus hielos antes de llegar al sistema solar, pero que le quedaba una reserva que explicaría el suave y continuo aumento en la velocidad con la que se alejó.

Artículo de la revista Nature.

Comunicado ALMA.

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