LA COMPOSIZIONE DI UNA COMETA

La NASA rivela la composizione aliena di 2I / Borisov, prima cometa interstellare  

Quando l'astronomo dilettante Gennady Borisov ha scoperto una cometa interstellare che sfrecciava attraverso il nostro sistema solare il 30 agosto 2019, gli scienziati hanno prontamente spostato i loro telescopi verso di esso nella speranza di intravedere questo evento raro ed effimero.
 
Dopotutto, nessuno aveva mai messo gli occhi su una cometa confermata da un sistema stellare straniero ed era chiaro dalla sua traiettoria proiettata che il visitatore alieno, di nome 2I / Borisov, sarebbe presto scomparso dal cielo per sempre.
Quando gli scienziati hanno sbirciato all'interno dell'alone di gas che si è formato attorno alla cometa mentre si avvicinava al Sole e i suoi ghiacci iniziarono a vaporizzare, hanno scoperto qualcosa di strano. 2I / Borisov stava rilasciando gas con una maggiore concentrazione di monossido di carbonio (CO) di quanto chiunque avesse rilevato in una cometa a una distanza simile dal Sole.
 
Prima che si oscurasse alla vista, un team di scienziati internazionali guidati da Martin Cordiner e Stefanie Milam al Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland, lo hanno sondato con il radiotelescopio più potente del mondo. La cometa era vicino al suo approccio più vicino alla Terra a circa 180 milioni di miglia, o quasi 300 milioni di chilometri, di distanza.
La concentrazione di CO di 2I / Borisov è stata stimata tra le nove e le 26 volte superiore a quella della cometa media del sistema solare; fino a quando non avremo modo di osservare più comete interstellari, questo risultato solleva più domande di quante ne risponda.
 
credit: NASA's Goddard Space Flight Center
 
 

 

2I / Borisov è la prima cometa interstellare attiva che gli scienziati hanno visto.

Mentre la cometa si avvicinava al Sole, ha perso milioni di litri d'acqua. Neil Gehrels Swift Observatory della NASA ha misurato l'esatta misura.
Lo Swift Gamma Ray Burst Explorer, satellite artificiale messo in orbita dalla NASA nell'ambito del Programma Explorer e formalmente ribattezzato nel 2019 Neil Gehrels Swift Observatory ha fatto diverse osservazioni durante il primo e unico viaggio della cometa attraverso il sistema solare. Ha rilevato il segnale sia dell'acqua che della polvere emesso dalla piccola cometa.

Mentre Borisov si avvicinava al Sole, la sua produzione d'acqua è aumentata in modo simile alle comete del sistema solare. Quando era più vicina al Sole, la cometa perse abbastanza acqua da riempire una vasca in circa 10 secondi. A quel punto, almeno il 55% della superficie stava rilasciando acqua, che è circa 10 volte più delle comete del sistema solare.

Mentre Borisov si allontanava dal Sole, il suo tasso di produzione di acqua diminuì più velocemente di qualsiasi altra cometa mai osservata. Durante il suo viaggio, Borisov perse un totale di circa 60 milioni di litri d'acqua. Le misurazioni rapide mostrano che il materiale proveniente da Borisov è simile alle comete del sistema solare.
Grazie a Swift, gli astronomi hanno misurato la produzione di acqua di una cometa da un sistema planetario oltre la nostra.
 

Cosa significa tutto ciò?

 
Il ghiaccio di monossido di carbonio è più volatile del ghiaccio d'acqua, quindi non ci vuole molto calore per liberarlo dal nucleo di una cometa. Nel nostro sistema solare, questo ghiaccio può iniziare a sublimare nello spazio a 11 miliardi di miglia - il doppio della distanza di Plutone - dal sole. Il ghiaccio d'acqua, tuttavia, inizierà a farlo solo quando una cometa si trova a circa 200 milioni di miglia dal sole; ovvero più o meno la distanza del bordo interno della principale fascia di asteroidi tra Marte e Giove.
 
Pertanto, il tasso di degassificazione del ghiaccio d'acqua da una cometa è normalmente molto più alto del monossido di carbonio quando la cometa raggiunge il sistema solare interno. Ma con Borisov si è verificato esattamente il contrario. 
 
Ciò che Hubble ha misurato nella cometa Borisov non è una caratteristica di ciò che accade nella maggior parte delle comete del sistema solare. Ecco perché la cometa Borisov ha particolarmente incuriosito gli scienziati; perchè ritenevano Borisov potesse raccontarci qualcosa  del sistema stellare da cui proviene.
 
Per spiegare questo, gli scienziati suggeriscono che Borisov ha avuto origine da un disco ricco di carbonio di detriti ghiacciati in orbita attorno a una stella nana rossa. La cometa avrebbe iniziato il suo viaggio molto più fredda delle comete nel nostro sistema solare, poiché le stelle nane rosse, le più comuni nella galassia, sono molto più fredde del nostro sole. 
 
Queste stelle hanno esattamente le basse temperature e luminosità in cui una cometa potrebbe formarsi con il tipo di composizione trovata nella cometa Borisov.
 
La grande ricchezza di monossido di carbonio di Borisov implica che provenga da una regione di formazione del pianeta che ha proprietà chimiche molto diverse rispetto al disco da cui si è formato il nostro sistema solare. Le origini e la formazione delle nostre comete non sono ben comprese. Speriamo che la differenza tra comete del sistema solare e oggetti futuri come questo ci aiuti a studiare meglio la formazione e l'evoluzione delle comete.
 

Una cometa che perde acqua 

Per la prima volta, l'Osservatorio Swift di Neil Gehrels della NASA ci ha mostrato l'acqua persa da una cometa interstellare mentre si avvicinava al Sole. L'oggetto, 2I / Borisov, ha viaggiato attraverso il sistema solare alla fine del 2019.

Le comete sono blocchi di gas congelati mescolati con polvere, spesso chiamati "palle di neve sporche". Quando si avvicina il Sole, il materiale congelato sulla sua superficie si riscalda e si converte in gas.
 
Quando la luce solare rompe le molecole d'acqua, uno dei frammenti è l'idrossile, una molecola composta da un ossigeno e un atomo di idrogeno. Il satellite Swift rileva l'impronta digitale della luce ultravioletta emessa dall'idrossile utilizzando il suo Optical Telescope  a raggi ultravioletti (UVOT). Tra settembre e febbraio, Swift ha osservato per ben 6 volte la cometa Borisov. Ha visto un aumento del 50% della quantità di idrossile - e quindi di acqua - che Borisov ha prodotto tra il 1 ° novembre e il 1 ° dicembre, a soli sette giorni dal pennello più vicino della cometa con il Sole.
 
All'apice dell'attività, Borisov ha perso circa 30 litri di acqua al secondo, abbastanza da riempire una vasca da bagno in circa 10 secondi. Durante il suo viaggio attraverso il sistema solare, la cometa ha perso quasi 230 milioni di litri di acqua - abbastanza per riempire oltre 92 piscine olimpioniche. Mentre si allontanava dal Sole, la perdita d'acqua di Borisov è diminuita in maniera molto più rapida di qualsiasi cometa precedentemente osservata.
 
Le misurazioni della produzione di acqua di Swift hanno anche contribuito a dimostrare che le dimensioni minime di Borisov sono larghe poco meno di mezzo miglio (0,74 km). Il team stima che almeno il 55% della superficie di Borisov ha attivamente perso materiale quando era più vicina al Sole; molt opiù rispetto alle comete del sistema solare più osservate.
 
Borisov ha alcuni tratti in comune con le comete del sistema solare. Il suo aumento nella produzione di acqua mentre si avvicinava al Sole è stato similare agli oggetti precedentemente osservati. Altre molecole nell'inventario chimico di Borisov - e le loro abbondanze - sono molto simili alle qualle del sistema solare. Ad esempio, per quanto riguarda l'idrossile e il cianogeno - un composto composto da carbonio e azoto - Borisov ha prodotto una piccola quantità di carbonio diatomico, una molecola composta da due atomi di carbonio e l'amidogeno, una molecola derivata dall'ammoniaca. Circa il 25-30% di tutte le comete del nostro sistema solare condividono quella composizione.
Di solito una cometa ha un involucro di gas che circonda il suo nucleo ed esaminando la polarizzazione di questa luce si può determinare quanto vicino sia passata a una stella durante il suo cammino, poiché i venti solari di quest'ultima e le radiazioni intaccano e modificano la sua superficie. La cometa Borisov è molto polarizzata, questo significa che probabilmente è incontaminata, non essendosi mai avvicinata a nessuna stella.
Questo è un dato sorprendente perché ci potrebbe raccontare molto sulla sua forma originale ma anche su quello che la circondava. L'unico corpo celeste mai osservato che si avvicinava a questa per composizione era la cometa Hale-Bopp, osservata nel 1997.
Le comete in altri sistemi planetari sono semplicemente troppo lontane e troppo piccole per essere viste dai nostri telescopi. Siamo molto fortunati che un corpo celeste proveniente da un sistema distante anni luce ci abbia fatto visita così da vicino.

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